9789144067421

SÄFSTEN GUSTAVSSON | FORSKNINGSMETODIK

Kristina Säfsten är professor i produktionssystem vid Tekniska högskolan, Jönköping University och gästprofessor vid Mälardalens högskola.

Maria Gustavsson är professor i pedagogik vid institutionen för beteendevetenskap och lärande, Linköpings universitet. Båda författarna har mångårig erfarenhet av undervisning i forskningsmetodik.

FORSKNINGSMETODIK FÖR INGENJÖRER OCH ANDRA PROBLEMLÖSARE I den här boken beskrivs hela forskningsprocessen: från problemformulering till presentation och granskning av resultat. Den är avsedd för metodkurser inom tekniska utbildningar, med utgångspunkt i ingenjörsutbildningens vetenskapstradition och ingenjörens bildningshistoria. Boken redogör för ett urval av forskningsmetoder tillsammans med ingenjörsvetenskapliga perspektiv på vetenskapsteori, forskningsmetod och tekniker för datainsamling. Utöver att förklara och ge exempel på centrala begrepp i det metodologiska landskapet behandlar boken också etik, kvalitet och kommunikation.

Boken handlar om planering, genomförande och granskning av examensarbeten och andra vetenskapliga undersökningar. Genom flera praktiska exempel på hur vetenskapliga undersökningar kan genomföras inom ingenjörsvetenskapen ökar boken förståelsen för forskningsmetodik som är relevant för just ingenjörer.

FÖR INGENJÖRER OCH ANDRA PROBLEMLÖSARE

KRISTINA SÄFSTEN MARIA GUSTAVSSON

Forskningsmetodik – För ingenjörer och andra problemlösare kan även användas som grundbok i metod för andra utbildningsinriktningar, med problemlösning i fokus. Boken fungerar såväl under utbildningens tidigare delar som på forskarnivå.

Art.nr 33796

studentlitteratur.se

FORSKNINGSMETODIK

Forskningsmetodik

Forskningsmetodik För ingenjörer och andra problemlösare

Kristina Säfsten Maria Gustavsson

Kopieringsförbud Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen. Kopiering, utöver lärares och studenters begränsade rätt att kopiera för undervisningsändamål enligt Bonus Copyright Access kopieringsavtal, är förbjuden. För information om avtalet hänvisas till utbildningsanordnarens huvudman eller Bonus Copyright Access.

Vid utgivning av detta verk som e-bok, är e-boken kopieringsskyddad.

Den som bryter mot lagen om upphovsrätt kan åtalas av allmän åklagare och dömas till böter eller fängelse i upp till två år samt bli skyldig att erlägga ersättning till upphovsman eller rättsinnehavare.

Studentlitteratur har både digital och traditionell bokutgivning.

Studentlitteraturs trycksaker är miljöanpassade, både när det gäller papper och tryckprocess.

Art.nr 33796 ISBN 978-91-44-06742-1 Upplaga 1:1 © Författarna och Studentlitteratur 2019 studentlitteratur.se Studentlitteratur AB, Lund Sakgranskning: Peter Svensson Formgivning inlaga: Lukas Möllersten/Lyth & Co Omslagslayout: Jens Martin Omslagsbild: Shutterstock.com Printed by Interak, Poland 2019

INNEHÅLL

FÖ RO R D 13

1. Ingenjören och vetenskapen Boken och dess upplägg Utökad verktygslåda Innehåll och disposition

15 15 16 17

Vad är en ingenjör?

19

Vetenskap, forskning och innovation

24

Behovsmotiverad forskning Nyttiggörande och innovation Ingenjörsvetenskap Teknik och teknologi Teknik och vetenskap Klassificering av ingenjörsvetenskapen Om du vill läsa mer

2. Det metodologiska landskapet Karta över det metodologiska landskapet Kvantitativ och kvalitativ i forskning Teknik för insamling och analys av data, forskningsmetod och vetenskapsteori

26 28

29 30 31

32

34

35 36 37 39

Data och information i undersökande system

40

Vetenskap och pseudovetenskap

42

Vetenskapsuppfattningar

43

6 Ontologi Epistemologi Vetenskapliga ideal Etiska riktlinjer Vetenskapsteoretiska inriktningar Positivism Pragmatism Kritisk realism Interpretivism Om du vill läsa mer

3. Vägen från problem till lösning Forskningsprocessen Problemlösning Terminologi, begrepp och definition Vad kan en vetenskaplig undersökning bidra med?

Akademiskt bidrag Bidrag till praktisk nytta och användbarhet Från problemområde till frågeställning Som vi frågar … … får vi svar Bra problemformulering Litteraturgenomgång Strukturerad litteraturgenomgång steg för steg Litteraturöversiktens olika funktioner Planering av undersökningen Undersökningsupplägg och metod Datainsamling, analys och resultatpresentation Gå inte vilse på vägen

44 45 45 52

52 52 53 53 54

56

57 57 59 61

62 63 68

69 71 71 73

74 75 80

81 81 82 83

En röd tråd

83

Om du vill läsa mer

84

7 4. Forskningsmetoder och forskningsupplägg Experiment Oberoende och beroende variabler Försöksuppställning God laboratoriepraktik Olika undersökningsupplägg Faktorförsök Systematisk parametervariation Modellering och simulering Survey Beskrivande surveyundersökning Förklarande surveyundersökning Genomförande Fallstudie Fall och analysenhet Upplägg Genomförande Design research Design research methodology (DRM) DRM i fyra steg Typer av DRM-studier Grafiska representationer som stöd i DRM

85 85 87 89 91 91 94 97 99

100 100 101 104

105 107 108 109

112 112 113 115 116

Aktionsforskning

121

Genomförande

121

Forskarrollen Interaktiv forskning Forskarsystem och praktiksystem Arbetsfördelning mellan forskare och praktiker Genomförande

122

123 123 124 125

Val av forskningsmetod

127

Om du vill läsa mer

128

5. Tekniker för datainsamling

131

Val av teknik för datainsamling

131

Urval

134

8 Mätning Att tänka på vid mätning Fördelar och nackdelar med mätning Observation Att tänka på vid observation Fördelar och nackdelar med observation Intervju Intervjuguiden – olika typer av frågor Att tänka på vid en intervju Fördelar och nackdelar med intervju Enkät Formulering av frågor Svarsalternativ Att tänka på vid enkät Fördelar och nackdelar med enkät Workshop Vad är en workshop?

Olika typer av workshopar Att tänka på vid genomförande av en workshop Hur kan workshop vara en teknik för datainsamling?

Fördelar och nackdelar med workshop Dokumentstudie Olika typer av dokument Att tänka på vid dokumentstudie Fördelar och nackdelar med dokumentstudier Om du vill läsa mer

6. Analys av data

137 140 143

144 144 151

152 152 154 157

158 158 161 163 164

165 165 166 168 169 169

170 171 171 173

173

175

Från insamling till bearbetning och analys av data

176

Bearbetning och analys av kvantitativa data

176

Variabeltyp och skalnivå Normalfördelning Deskriptiv statistik Tabeller och grafiska presentationsformer Centralmått Spridningsmått Sambandsmått

177 178

179 181 186 187 188

9 Statistisk inferens

190

Hypotesprövning

191

Hypotesprövning – steg för steg Parametriska test för hypotesprövning Icke-parametriska test för hypotesprövning Bearbetning och analys av kvalitativa data Tematisk analys Innehållsanalys Kvalitativ dataanalys Presentera resultat Om du vill läsa mer

192 196 201

205 208 211 212 217

219

7. Vetenskapliga kvalitetskriterier

221

Kvalitet i vetenskapliga undersökningar

221

Relation mellan validitet och reliabilitet Systematiska och slumpmässiga fel Alternativa kvalitetskriterier Validitet Intern validitet Innehålls-, begrepps- och kriterievaliditet Extern validitet Hur kan validitet stärkas?

222 223

224

225 225 226 227 229

Reliabilitet

230

Åtgärder för att säkra och stärka validitet och reliabilitet

232

Om du vill läsa mer

233

8. Etiska överväganden och riktlinjer

235

Professionsetik

236

Ingenjörsetik

237

Forskningsetik Etik i teorin Konsekvensetik Pliktetik Ingenjörsetik i praktiken

239

241 241 242

244

10 Forskningsetik i praktiken CUDOS-normerna Oredlighet i forskning Forskning som inkluderar människor Etikprövning Skydd av personuppgifter Konfidentialitet eller anonymitet Informerat samtycke

246 246 247

251 252 252 253 254

Forskningsetisk checklista

257

Ingenjörsetik kontra forskningsetik

258

Etik i examensarbetet

260

Om du vill läsa mer

262

9. Kommunicera och granska resultat Vetenskaplig kommunikation Historisk utveckling Det vetenskapliga kommunikationssystemet Hur sker vetenskaplig kommunikation?

Syfte och målgrupp Bibliometri Språk och skrivregler för akademiska texter Tal i texten Vikten av välskriven text Skrivprocessen

263 264 264 266 266 267 268 270 272 273 274

Struktur i en akademisk text

276

Huvudtext enligt IMRaD

279

Introduktion Metod Resultat Diskussion Referenshantering Referenssystem Mjukvaror som stöd för referenshantering Åskådliggörande med tabeller och figurer Tabeller Figurer

280 281 282 284

284 286 290

290 291 292

11 Granskning av akademiska texter Checklista för granskare och opponent Kollegial granskning av vetenskaplig artikel Muntlig framställning och opponering

293 294 299

301 302

Presentation Opposition och muntligt försvar

303

Vilka typer av texter skriver en yrkesverksam ingenjör?

304

Råd och strategier för vetenskapligt skrivande

305

Låt skrivande bli en del av vardagen Skapa en struktur för hela texten – textplanering Möjliggör start i nerförsbacke Progression och tidsplanering Läsa för att skriva

306 307 308 308 310 310

Älska dina kritiker

311

Om du vill läsa mer

B I L A G A 31 3 R E F E R E N S E R 317 R EG I S TE R 327

13

FÖRORD

Vi har med vår a olik a erfar enheter och perspektiv haft ambitionen att beskriva en forskningsprocess som visar hur vetenskapliga undersökningar kan planeras, genomföras och granskas inom ingenjörsvetenskapen.

Vi har även haft ambitionen att sätta forskningsmetodik för ingenjörer i ett vidare sammanhang när det gäller hur ingenjörsvetenskapen vuxit fram men även vad det innebär att vara ingenjör och utveckla teknik som påverkar många i samhället. Frågan om ansvar för det man gör i sin profession ligger oss varmt om hjärtat och ingenjörsetik och forskningsetik har fått ett eget kapitel.

I boken har vi illustrerat forskningsprocessen och de utmaningar man kan möta vid planering och genomförande av vetenskapliga undersökningar med exempel som vi hämtat från egna och andras erfarenheter av forskning.

Genom dessa vill vi ge läsaren en bild av hur forskningsarbete kan gå till i praktiken och vilka konsekvenser olika val kan medföra på vägen från problem till lösning under forskningsprocessen.

För en ingenjör kan det ibland vara svårt att stanna upp och planera arbetet innan man ger sig i kast med att lösa problemet. Vår förhoppning är att denna bok med sin strukturerade genomgång av hela forskningsprocessen ska berika ingenjörens verktygslåda med tankesätt, metoder och verktyg, vilka kan komma till praktisk användning vid lösning av olika typer av tekniska problem i framtiden.

Till sist, ett stort tack till alla kollegor, bibliotekarier, studenter och andra i vår närhet som på olika sätt har bidragit med kloka synpunkter och förslag på förbättringar. Tack vare all feedback har vi kunnat utveckla boken och dess innehåll till det den är idag. Tack även till Studentlitteratur och särskilt vår förläggare Jens Fredholm som aldrig gav upp, vi hade en idé, den tog bara lite tid att förverkliga.

Jönköping och Linköping, maj 2019 Kristina Säfsten Maria Gustavsson

15

1 Ingenjören och vetenskapen Vår tanke med den här boken är att bidra till en ökad medvetenhet och förståelse för forskningsmetodik bland ingenjörsstudenter och andra problemlösare. Ingenjörens verktygslåda behöver kompletteras med verktyg som motsvarar de krav på vetenskaplighet som ställs på dagens och framtidens ingenjörer. I bokens första kapitel beskrivs vad en ingenjör är, de värderingar som präglar en ingenjörs yrkesgärning och hur rollen som ingenjör har utvecklats till att nu vara en brygga mellan teknik och vetenskap. Innan en beskrivning av det vetenskapliga område som kallas ingenjörsvetenskap avslutar kapitlet definieras några centrala begrepp som vetenskap, forskning och innovation.

Detta kapitel ger svar på följande frågor:

→ Vad är en ingenjör? → Varför ska ingenjörer bry sig om forskningsmetodik? → Vad är vetenskap, forskning och innovation? → Hur har dagens ingenjörsvetenskap vuxit fram och formats?

Boken och dess upplägg Det finns ett stort utbud av böcker om forskningsmetodik. Många av böckerna vänder sig till studenter inom samhällsvetenskap och vårdvetenskap, medan utbudet är mer begränsat för ingenjörer. Forskningsmetodik är i många avseenden generell, dvs. lika oavsett vetenskapligt område; vår övertygelse är dock att det är lättare att ta till sig innehållet i en bok om sammanhanget känns bekant. Det kan bli onödigt komplicerat att översätta hur en forskningsmetod som experiment används inom exempelvis vård­

16 vetenskap till en tillämpning inom ingenjörsvetenskap. Att vara obekant med både terminologi rörande forskningsmetodik och tillämpningsområdet kan försvåra möjligheten att ta till sig nödvändig kunskap.

Ingenjörens uppgift är att utveckla, utforma och hantera produkter, processer och system, samt säkerställa att de fungerar i drift. Ingenjören förväntas åstadkomma tekniska lösningar på olika typer av problem. De problem som ingenjörer jobbar med finns i stort sett överallt i samhället, tekniska lösningar erbjuds för att lösa industriella eller andra samhälleliga problem.

Under utbildningen skolas ingenjörsstudenter i problemlösning med en grund i naturvetenskap och matematik (Jacobsson, 2019). Som stöd finns därutöver olika ingenjörsmetoder och verktyg. Ingenjörsstudenter tränas att angripa uppgifter på rätt sätt och att använda rätt metod(er) i rätt sammanhang för att finna en fungerande lösning på ett givet problem. Utbildningen ger så att säga ingenjören en verktygslåda som sedan kan användas för att lösa olika typer av tekniska problem.

Med åren har krav och innehåll i ingenjörsutbildningarna förändrats och ingenjörsrollen har breddats. Nuförtiden krävs betydligt mer av ingenjörer än enbart teknisk skicklighet. Den bildade, moderna ingenjören behöver bred kunskap som omfattar (Jacobsson, 2019):

→ humanistisk insikt, vilket vidgar perspektiven → professionell etik och ansvar gentemot samhället → professionell integritet → självinsikt → förmåga att bidra till hållbarhet och jämställdhet.

Dessutom ska professionsutbildningar som ingenjörsutbildningar vila på vetenskaplig grund och beprövad erfarenhet (högskolelagen, SFS 1992:1434).

Som student och yrkesverksam är ingenjören en del av vetenskapssamhället, både som konsument av forskningsresultat och som producent av ny kunskap.

Som underlag för sitt arbete tar ingenjörer del av och använder forsknings­ resultat, ofta i form av utredningar och forskningsrapporter och måste därför kunna bedöma forskningsresultats värde och relevans. En ingenjörsstudent ska visa förmåga att bidra till kunskapsutvecklingen genom att självständigt och kreativt identifiera, formulera och hantera komplexa frågeställningar, men även visa förmåga att planera och med adekvata metoder genomföra

1. I ngen j ören o c h v etens k a p en

© F Ö R F A T T A R N A O C H S T U D E N T L I T T E R A T U R

Utökad verktygslåda

© F Ö R F A T T A R N A O C H S T U D E N T L I T T E R A T U R

17 kvalificerade uppgifter (se examensordningen för civilingenjörer, bilaga 2, högskoleförordningen SFS 1993:100). Dessa förmågor visas bland annat genom det examensarbete som utförs självständigt i slutet av utbildningen.

Examensarbetet handlar om att den som genomför uppgiften ska lära sig något men även att ny kunskap ska adderas till befintlig vetenskaplig kunskap.

Ingenjörens allt bredare inriktning kräver även en breddning när det gäller tillvägagångssätt för att systematiskt lösa problem. Utöver kunskaper om naturvetenskap och matematik behövs även kunskaper om andra metoder för systematisk problemlösning. Inom ingenjörsvetenskapen har det traditionellt ansetts onödigt att prata om forskningsmetodik då görandet i många fall har varit givet av uppgiften. Många examensarbeten, rapporter och andra akademiska texter har fortfarande brister när det gäller kunskaper om forskningsmetodik och etik (Jacobsson, 2019). Ingenjörer behöver utveckla både teoretiska och praktiska kunskaper om forskningsmetodik för att kunna framställa och bedöma vetenskaplig kunskap. Vår tanke med boken är att bidra till en ökad medvetenhet om forskningsmetodik bland ingenjörsstudenter genom att göra forskningsmetodik tillgänglig och begriplig, helt enkelt att utöka ingenjörens verktygslåda med verktyg för vetenskaplig problemlösning.

Boken riktar sig till blivande tekniker, högskoleingenjörer och civil­ ingenjörer, och kan också användas som grundbok i utbildning på forskarnivå. Antalet möjliga inriktningar i dagens ingenjörsutbildningar är stort.

I den här boken inkluderas framför allt exempel från maskinteknik, industriell ekonomi och byggteknik, men eftersom de frågor som boken hanterar är generella är förhoppningen att även andra ska kunna känna igen sig.

Innehåll och disposition Boken innefattar hela forskningsprocessen: från problemformulering till presentation och granskning av resultat. Ett urval av forskningsmetoder, vanliga inom ingenjörsområdet, introduceras. Boken innehåller flera praktiknära exempel som illustrerar innehållet i boken från ett ingenjörsperspektiv. Boken kan användas på olika sätt. Den kan med fördel läsas från början till slut. Boken kan också fungera som ett uppslagsverk. I boken används en rad olika termer och begrepp. Flera av dessa är specifika för litteratur om vetenskapsteori och forskningsmetodik och vi har genom hela boken haft ambitionen att definiera och förklara den terminologi som används. Med hjälp av sakregistret som återfinns i slutet av boken kan läsaren enkelt hitta till de ställen i texten där innebörden av olika termer förklaras.

1. I ngen j ören o c h v etens k a p en

I kapitel 1 introduceras innebörden av vetenskap, forskning, innovation, teknologi, teknik och ingenjörsvetenskap. Vidare beskrivs hur ingenjörsprofessionen har vuxit fram och ingenjörens uppgift och roll diskuteras i relation till vetenskap. Kapitel 2 inleds med en introduktion av det metodo­ logiska landskap som är bokens utgångspunkt. Det metodologiska landskapet omfattar vårt ställningstagande rörande innebörden av kvalitativ och kvantitativ i samband med vetenskapliga undersökningar, liksom vår syn på relationen mellan vetenskapsteori, forskningsmetod och teknik för datainsamling. I kapitel 2 introduceras även andra centrala begrepp som paradigm, empiri, teori, hypotes, induktion, deduktion, abduktion, primärdata och sekundärdata.

Efter den inledande genomgången av centrala begrepp presenteras i kapitel 3 forskningsprocessen som inbegriper de aktiviteter som ingår i en vetenskaplig undersökning. Här ges exempel på hur en vetenskaplig undersökning kan bidra till akademin och till praktisk nytta. Vidare beskrivs hur ett problemområde kan identifieras och problem formuleras. I kapitel 3 finns även en steg för steg-beskrivning av hur en strukturerad litteraturgenomgång kan genomföras. Kapitel 3 avslutas med att betona vikten av en röd tråd, dvs. att alla delar i en undersökning hänger ihop. I kapitel 4 beskrivs olika forskningsmetoder som experiment och fallstudie. Ett par av de exempel som ges i kapitel 4 är baserade på intervjuer med ingenjörer, verksamma som forskare inom olika områden. Kapitel 5 ägnas åt olika tekniker för datainsamling, som mätning, observation, enkät och intervju.

Efter det presenteras i kapitel 6 tekniker för analys och bearbetning av såväl kvantitativa som kvalitativa data.

Bokens avslutande del handlar om kvalitet, etik och kommunikation.

Kapitel 7 fördjupar resonemangen om vetenskapliga kvalitetskriterier som validitet och reliabilitet. I kapitlet ges även förslag på hur vetenskaplig kvalitet kan stärkas. I kapitel 8 diskuteras etiska överväganden och riktlinjer med fokus på professionsetik för forskare och för ingenjörer. Ett par exempel på teorier som kan vägleda i etiska dilemman beskrivs. En forskningsetisk checklista presenteras liksom etiska överväganden som kan vara aktuella i samband med examensarbeten. Slutligen, i kapitel 9, tas vetenskaplig kommunikation upp. Kapitlet redogör för hur skrivprocessen ser ut och hur man kommer igång att skriva ett examensarbete eller andra akademiska texter. Vidare beskrivs vad akademiskt språk innebär, vilka delar som ska finnas i en akademisk text och riktlinjer för referenshantering. I kapitel 9 finns även en checklista som kan användas vid granskning av andras eller det egna arbetet.

1. I ngen j ören o c h v etens k a p en

© F Ö R F A T T A R N A O C H S T U D E N T L I T T E R A T U R

18

19 Bokens nio kapitel följer en gemensam grundstruktur. Varje kapitel inleds med en översikt av kapitlets innehåll samt de frågor som kapitlet avser att besvara. Efter varje kapitel finns förslag på litteratur för fortsatt läsning. Samtliga referenser samt sakregistret återfinns i slutet av boken.

© F Ö R F A T T A R N A O C H S T U D E N T L I T T E R A T U R

Vad är en ingenjör?

Långt innan ordet ingenjör (faktaruta 1.1) började användas för att benämna ingenjörsyrket som vi känner det idag har ingenjörsuppgifter utförts. Under antiken gjordes ingen skillnad mellan ingenjörer och arkitekter. De som var ansvariga för konstruktion och byggande av broar, hamnar och befästningar kallades architectus. Yrket hade vid denna tidpunkt låg status och uppfattningen var att lärda män inte sysslade med tekniska ting (Hansson, 2009). Titeln ingenjör började användas på medeltiden och ursprungligen handlade det främst om att ingenjörer skulle lösa olika militära uppgifter.

Den ursprungliga ingenjören var en militär byggmästare (Sundin, 1992). År 1844 introducerades en titel för en civil (såsom i icke-militär) ingenjör, dvs. en ingenjör som främst skulle ägna sig åt uppgifter för allmänheten (Berner, 2012). De första civilingenjörerna i Sverige utbildades vid den civila väg- och vattenbyggnadslinjen vid Artilleriläroverket i Marieberg (Sundin, 1992).

FA K TA R U TA 1 .1 INGENJÖR

Ordet ingenjör kommer från det latinska ingenium i betydelsen militärteknologiska uppfinningar (Hansson, 2009). Ingenium kan även betyda begåvning (Svenska Akademien, 2018.) Idag används titeln ingenjör för en teoretiskt och praktiskt utbildad person med tekniska arbetsuppgifter (Nationalencyklopedin, 2019).

En tidig förebild för dagens ingenjörer är Leonardo daVinci (1452–1519) som förutom att han var konstnär även var ingenjör (Nationalencyklopedin, 2019). En drivkraft i daVincis arbete var önskan att förstå i kombination med en stor portion nyfikenhet på hur saker och ting fungerade, vare sig det gällde människor eller maskiner. Med förståelse för hur olika maskin­ element fungerar konstruerade daVinci en rad olika maskiner, bland annat för industriella tillämpningar. Han tillbringade även tid i verkstäder där han

1. I ngen j ören o c h v etens k a p en

exempelvis ägnade sig åt automatisering. Bland arbetsuppgifterna ingick även konstruktion av befästningar och vapen. Han skissade dessutom på flygplan, helikoptrar, bilar och cyklar, vilket var av mer visionär karaktär.

Han lär ha sagt att ”Inget kan älskas eller hatas om inte det först förstås”.

Yrken som högskoleingenjör och civilingenjör klassas i dag som professioner. En profession kännetecknas av vetenskaplig skolning, att arbetsuppgifter löses genom tillämpning av vetenskap eller annat systematiskt vetande, att samhället erkänner yrkesgruppen som rättmätig utövare av sina kunskaper och färdigheter, att det finns normer för hur de ska agera gentemot varandra och samhället (kodex), och att yrkesgruppen är organiserad som en yrkessammanslutning (Olofsson & Pettersson, 2011). I början av 1900-talet, när ingenjörsyrket professionaliserades, fördes diskussioner om vad en ingenjör var, deras viktigaste arbetsuppgifter, och hur de skulle samverka med det omgivande samhället. Som ett resultat sammanställdes ett antal etiska förhållningssätt och regler till en så kallad hederskodex.

Ingenjörens hederskodex (faktaruta 1.2) ska vara vägledande för ingenjörens yrkesutövning och blivande ingenjörer fostras i en akademisk kultur som ska spegla dessa värderingar (Jacobsson, 2019; Lennerfors, 2019).

FA K TA R U TA 1 . 2 I N G E N J Ö R E N S H E D E R S KO D E X

Ingenjörer är bärare och förvaltare av den tekniska kunskapen.

Detta ger ett särskilt ansvar att verka för att tekniken används för samhällets och mänsklighetens bästa och för att den i förbättrad form förs vidare till kommande generationer.

Hederskodexens tio punkter:

• Ingenjören bör i sin yrkesutövning känna ett personligt ansvar för att tekniken används på ett sätt som gagnar människa, miljö och samhälle.

• Ingenjören bör sträva efter att förbättra tekniken och det tekniska kunnandet i riktning mot ett effektivare resurs­ utnyttjande utan skadeverkningar.

1. I ngen j ören o c h v etens k a p en

© F Ö R F A T T A R N A O C H S T U D E N T L I T T E R A T U R

20

21 • Ingenjören bör ställa sitt kunnande till förfogande i offentliga och enskilda sammanhang för att uppnå bästa beslutsunderlag och belysa teknikens möjligheter och risker.

• Ingenjören bör inte arbeta inom eller samverka med företag och organisationer av tvivelaktig karaktär eller med mål som strider mot personlig övertygelse.

• Ingenjören bör visa full lojalitet mot arbetsgivare och arbetskamrater. Svårigheter härvidlag bör tas upp till öppen diskussion, i första hand på arbetsplatsen.

• Ingenjören får inte använda otillbörliga metoder i tävlan om anställning, uppdrag eller beställning, ej heller försöka skada kollegors anseende genom obefogade beskyllningar.

© F Ö R F A T T A R N A O C H S T U D E N T L I T T E R A T U R

• Ingenjören bör respektera anförtrodda upplysningars konfidentiella natur samt andras rätt till uppslag, uppfinningar, utredningar, planer och ritningar.

• Ingenjören får inte gynna obehöriga intressen och bör öppet redovisa ekonomiska och andra intressen som kan påverka tilltron till hans eller hennes opartiskhet och omdöme.

• Ingenjören bör enskilt och offentligt, i tal och skrift, sträva efter ett sakligt framställningssätt och undvika felaktiga, missvisande eller överdrivna påståenden.

• Ingenjören bör aktivt stödja kollegor, som råkar i svårigheter på grund av ett handlande i enlighet med dessa regler, samt enligt bästa övertygelse avstyra brott mot dem.

Källa: Sveriges ingenjörer, 2019.

Finns det några egenskaper eller förmågor som är gemensamma för ingenjörer? I samhället finns en nidbild av ingenjören som en nörd, en inåtvänd person som ägnar dagarna åt att konstruera de mest märkliga tekniska apparater. En klassisk ingenjörskarikatyr är Stig-Helmer i filmen Sällskapsresan.

I media, såväl fiction som non-fiction, för barn och unga har sju typer av ingenjörer identifieras: geniet som kommer på de mest fantastiska uppfinningar, nörden med inåtvänd blick, detektiven som söker ledtrådar, äventyraren som undersöker världen, magikern som i bakgrunden skapar geniala tekniska lösningar som räddar hjälten, den galna vetenskapsmannen och det missförstådda geniet (Van Gorp, Rommes & Emons, 2014). Ingenjören

1. I ngen j ören o c h v etens k a p en

framställs ofta som expert men även som ensamvarg (Lennerfors, 2019).

I praktiken är dock arbetet som ingenjör sällan ett enmansarbete utan i de allra flesta fall ingår ingenjörer i flera olika sammanhang såsom utvecklingsprojekt och arbetsgrupper (Lennerfors, 2019). Dessutom är resultatet från ingenjörers arbete ofta tillgängligt och synligt för alla i samhället, till skillnad från många andra yrkesgruppers. Detta gör att många kan ha en uppfattning om ingenjören bakom tekniken och det gör också att kraven på resultatet från ingenjörers arbete är mångfacetterade.

Låt oss titta på vad en civilingenjör i dag förväntas kunna efter avslutad utbildning. I Sverige beskrivs kraven för samtliga examina som kan utfärdas av svenska utbildningsanordnare (högskolor och universitet) i bilaga 2 till högskoleförordningen1 (SFS 1993:100). Kraven formuleras som lärandemål under de tre rubrikerna kunskap och förståelse, färdighet och förmåga, samt värderingsförmåga och förhållningssätt. För en civilingenjör finns flera lärandemål som visar behov av kunskap om forskningsmetodik, se tabell 1.1, där delar av lärandemålen som knyter an till behovet av kunskap om forskningsmetodik är inkluderade (för komplett förteckning av lärande­mål hänvisar vi till högskoleförordningen, SFS 1993:100). Kraven för en högskoleingenjör är något lägre, men till sitt innehåll liknande.

TABELL 1.1 Urval av lärandemål för civilingenjörsexamen (högskoleförordningen, bilaga 2, SFS 1993:100) Område

Lärandemål

Kunskap och ­förståelse

visa kunskap om det valda teknikområdets vetenskapliga grund och beprövade erfarenhet samt insikt i aktuellt forsknings- och utvecklingsarbete

Färdighet och ­förmåga

visa förmåga att delta i forsknings- och utvecklingsarbete och därigenom bidra till kunskapsutvecklingen visa förmåga att planera och med adekvata metoder genomföra kvalificerade uppgifter inom givna ramar

Värderingsförmåga och förhållningssätt

visa förmåga att göra bedömningar med hänsyn till relevanta vetenskapliga, samhälleliga och etiska aspekter samt visa medvetenhet om etiska aspekter på forsknings- och utvecklingsarbete

1

Högskoleförordningen är en författningssamling som reglerar utbildning vid svenska statliga universitet och högskolor, bland annat föreskrivs krav för att antas till en utbildning och lärandemål för olika examina.

1. I ngen j ören o c h v etens k a p en

© F Ö R F A T T A R N A O C H S T U D E N T L I T T E R A T U R

22

© F Ö R F A T T A R N A O C H S T U D E N T L I T T E R A T U R

23 Föregångare till dagens tekniska utbildningsväsen är de mekaniska laboratorier och modellsamlingar som inrättades i slutet av 1600-talet och under 1700-talet. Ett exempel är Polhems Laboratorium Mechanicum vilket bland annat innehöll det mekaniska alfabetet, en trämodellsamling som användes för att pedagogiskt visa hur rörelseomvandling kan åstadkommas (Sundin, 1992). Flera modellsamlingar sammanfördes och hamnade vid den så kallade Mekaniska skolan som inrättades år 1798. Vid denna tidpunkt bedrevs dock inte så mycket utbildning här utan den mest kvalificerade tekniska läroanstalten var Artilleriläroverket i Marieberg. Under 1820-talet skedde en uppbyggnad av den tekniska utbildningen med bland annat Teknologiska institutet i Stockholm (1827), som under 1870-talet blev Kungliga Tekniska Högskolan, samt Chalmerska slöjdskolan i Göteborg (1830), numera Chalmers tekniska högskola (Sundin, 1992). Från dessa tekniska högskolor började framväxten av en liten professionell yrkeskår. Utvecklingen fortsatte under slutet av 1800-talet och ingenjörsutbildningen utvecklades i takt med det ökade behovet av teknisk utveckling i industrin. Den stora expansionen av ingenjörsutbildningar i Sverige skedde dock först efter andra världskriget.

Vid utgången av år 2018 hade Sveriges ingenjörer, den yrkessammanslutning som organiserar ingenjörer i Sverige, 151 480 medlemmar (Sveriges ingenjörer, 2019).

Den högskoleutbildade ingenjörskåren har varit och är en viktig förutsättning för att överbrygga det tidigare gapet mellan teknik och vetenskap.

Historiskt har olika grupper i samhället haft i uppgift att utveckla teknik respektive vetenskap, vilket har representerat olika kunskapstraditioner med egna värderingar, normer och ambitioner (Sundin, 1981). Fram till den vetenskapliga revolutionen på 1600-talet var synen att så kallade lärda män (vetenskapsmän) inte skulle befatta sig med tekniska ting (Hansson, 2009). Även efter den vetenskapliga revolutionen, när praktiska försök och experiment blev mer accepterat inom vetenskapen och akademin, var avståndet stort. Det var först när det tekniska utbildningsväsendet började utvecklas och ingenjörer fick en akademisk utbildning, som teknik och vetenskap närmade sig varandra. Det dröjde dock ända in till slutet av 1800-talet innan ingenjörsyrket blev accepterat inom akademin och man började se värdet av teknisk och tillämpad forskning som komplement till den tidigare etablerade akademiska forskningen. Innan vi går vidare med mer detaljer rörande ingenjörer och ingenjörsvetenskap ska vi reda ut innebörden av de centrala begreppen vetenskap, forskning och innovation.

1. I ngen j ören o c h v etens k a p en

24

Vetenskap beskrivs som ett ”system av beprövade metoder och teorier som används för att så noggrant som möjligt undersöka, beskriva och förklara verkligheten jämte mängden av säker kunskap vunnen på detta sätt” (Svenska Akademien, 2018). Vetenskap är alltså ett resultat, en kunskapsmassa om någon del av verkligheten, men även ett system av beprövade metoder, dvs. en process (Nyquist, 2017). Med utgångspunkt från vad vi söker kunskap om och därmed vetenskapens resultat, kunskapsmassan, finns olika vetenskaper. Inom naturvetenskap söker vi kunskap om naturen, inom psykologi och medicin söker vi kunskap om hur människan fungerar, inom samhällsvetenskap om vårt samhälle och dess medborgare och inom teknikvetenskap eller ingenjörsvetenskap om fysiska konstruktioner och tekniska system.

Frågan är om det finns någon gemensam nämnare för vetenskapen. All vetenskap syftar till att öka kunskapen om vår verklighet. Kunskap som sådan är dock inte oföränderlig. Kunskap som ansågs vara sann för 300 år sedan är inte nödvändigtvis sann i dag. Det som återstår, om inte kunskapsmassan kan vara en gemensam nämnare, är processen, dvs. systemet av beprövade metoder. Den utgångspunkt vi har är att vetenskap förenas genom tillvägagångssättet: den vetenskapliga metoden (Johansson, 2011).

Processen att använda beprövade metoder för att med noggrannhet, kreativitet och teoretisk medvetenhet systematiskt studera något okänt i syfte att vinna största möjliga kunskap kallas med ett annat ord för forskning (Nationalencyklopedin, 2019; OECD, 2015; Svenska Akademien, 2018). Som framgår räcker inte systematik och beprövade metoder för att något ska kallas forskning, det krävs dessutom:

→ kreativitet → noggrannhet → nyhetsvärde → förmåga att bygga vidare på nuvarande kunskap (teoretisk medvetenhet).

Det finns olika sätt att kategorisera forskning, se faktaruta 1.3.

1. I ngen j ören o c h v etens k a p en

© F Ö R F A T T A R N A O C H S T U D E N T L I T T E R A T U R

Vetenskap, forskning och innovation

25

FA K TA R U TA 1 . 3 F O R S K N I N G O C H E X P E R I M E N T E L L U T V E CK L I N G ( R & D 2 )

Enligt organisationen för ekonomisk samarbete och utveckling (OECD) som bland annat har i uppgift att rapportera forskningsstatistik kan forskning och experimentell utveckling delas in i: grundforskning, tillämpad forskning och experimentell utveckling.

Grundforskning definieras som experimentellt eller teoretiskt arbete som görs i syfte att erhålla ny kunskap om bakomliggande orsaker till fenomen och företeelser, utan någon särskild tillämpning i sikte.

Tillämpad forskning definieras som undersökningar som genomförs med syfte att uppnå ny kunskap och har i motsats till © F Ö R F A T T A R N A O C H S T U D E N T L I T T E R A T U R

grundforskning ett uttalat praktiskt syfte eller mål.

Experimentell utveckling definieras som systematiskt arbete som utförs med utgångspunkt i tillgänglig kunskap och praktisk erfarenhet. Experimentell utveckling har inte strävan att uppnå ny kunskap, utan att addera kunskap som bidrar till nya produkter eller processer eller förbättring av redan existerande produkter och processer.

Källa: OECD, 2015.

Ytterligare en forskningskategori är uppdragsforskning, vilken har stora likheter med tillämpad forskning (Vetenskapsrådet, 2017). I såväl tillämpad forskning som uppdragsforskning förväntar sig forskningens initiativtagare eller beställare att nytta uppnås, men med den skillnaden att uppdragsforskning i högre grad är styrd av uppdragsgivaren. Här är det på sin plats att betona att forskning finansierad av statliga finansiärer och forskningsstiftelser, där forskaren ansökt om och beviljats medel för att få genomföra en idé, inte är att likställa med uppdragsforskning. I uppdragsforskning är det uppdragsgivaren och inte forskaren som formulerar forskningsfrågor och preciserar vad forskaren ska undersöka, i bägge fallen är forskning driven av ett tydligt behov.

2 R&D är en förkortning för den engelska benämningen research and experimental development (OECD, 2015).

1. I ngen j ören o c h v etens k a p en

26

I många år har uppfattningen varit att grundforskning är en förutsättning för vetenskapliga framsteg (Kungliga Ingenjörsvetenskapsakademien, 2017).

Denna föreställning om vetenskaplig utveckling grundas på uppfattningen att grundforskning är drivkraften bakom teknologisk utveckling och en förutsättning för industriell utveckling (Bush, 1945). Numera vet vi att så inte är fallet. Med hjälp av en modell som inkluderar såväl praktisk användbarhet som strävan efter grundläggande förståelse kan detta utvecklas närmare, se figur 1.1. Modellen går ofta under benämningen Pasteurs kvadrant och poängen är att den framhåller att praktisk användbarhet inte motsäger strävan efter grundläggande förståelse, och att tillämpning inte behöver föregås av grundforskning utan kan ske samtidigt och oberoende av varandra (Stokes, 1997). Pasteurs forskning är ett exempel på grundforskning drivet av ett praktiskt behov, men det finns även fler exempel, som Marie Curie, se exempel 1.1. Pasteurs kvadrant, dvs. behovsmotiverad grundforskning är ett viktigt tillägg till den traditionella uppdelningen i grundforskning (Bohrs kvadrant i figur 1.1) och tillämpad forskning (Edison och Polhems kvadrant i figur 1.1.).

Strävan efter grundläggande förståelse?

Praktisk användbarhet?

Ja

Nej

Nej

Ja

Ren grundforskning (Bohr)

"Pasteurs kvadrant" Behovsmotiverad grundforskning (Curie)

Ej identifierad

Ren tillämpad forskning (Edison, Polhem)

FIGUR 1.1 En modell över vetenskaplig forskning som visar att strävan efter grundläggande förståelse kan kombineras med praktisk användbarhet i Pasteurs kvadrant (Stokes, 1997).

1. I ngen j ören o c h v etens k a p en

© F Ö R F A T T A R N A O C H S T U D E N T L I T T E R A T U R

Behovsmotiverad forskning

27 E X E M P E L 1 .1 G R U N D F O R S K N I N G , T I L L Ä M PA D F O R S K N I N G O C H B EH OVSM OTIVER AD GRUNDFO R SKNIN G

Exempel på vetenskapsmän som kombinerade praktisk nytta med sökandet efter grundläggande förståelse är Louis Pasteur och Marie Curie. Thomas Alva Edison och Christopher Polhem är exempel på vetenskapsmän som bedrev tillämpad forskning medan Niels Bohr bedrev grundforskning.

Louis Pasteur (1822–1895) kemist, biolog Pasteur upptäckte bland annat att jäsning orsakas av mikro­ organismer. Upptäckten gjordes efter att en förfrågan kommit

© F Ö R F A T T A R N A O C H S T U D E N T L I T T E R A T U R

från ett destilleri i Frankrike. Upptäckten initierades genom ett praktiskt behov och resulterade i grundläggande förståelse för ett fenomen. Dessutom utgör Pasteurs beskrivning av de genomförda experimenten grunden till dagens sätt att presentera forskningsresultat (IMRaD-modellen, se kapitel 9) (Day, 1989).

Marie Curie (1867–1934) fysiker, kemist Marie Curie var på många sätt en pionjär, både som kvinna och vetenskapsman. Hon var den första kvinna som fick Nobelpris och dessutom den första som tilldelats Nobelpris i två olika discipliner. Mest berömd är hon sannolikt för upptäckten av radioaktivitet. Redan tidigt under sin karriär var hennes forskning driven av industriella intressen med stöd från olika företag och organisationer (Nationalencyklopedin, 2019).

Thomas Alva Edison (1847–1931) uppfinnare, affärsman Edison är troligtvis mest känd för att ha uppfunnit glöd­lampan, som liksom många andra av hans uppfinningar hade sitt ursprung i befintlig kunskap vilken pusslades ihop till fungerande lösningar. Han etablerade ett forskningslaboratorium där flera specialister arbetade. Med hjälp av systematisk trial-and-error provades cirka 1600 olika material för att finna en lämplig glödtråd, dock utan ambition att teoretiskt bestämma påverkande parametrar (Berner, 2012).

1. I ngen j ören o c h v etens k a p en

SÄFSTEN GUSTAVSSON | FORSKNINGSMETODIK

Kristina Säfsten är professor i produktionssystem vid Tekniska högskolan, Jönköping University och gästprofessor vid Mälardalens högskola.

Maria Gustavsson är professor i pedagogik vid institutionen för beteendevetenskap och lärande, Linköpings universitet. Båda författarna har mångårig erfarenhet av undervisning i forskningsmetodik.

FORSKNINGSMETODIK FÖR INGENJÖRER OCH ANDRA PROBLEMLÖSARE I den här boken beskrivs hela forskningsprocessen: från problemformulering till presentation och granskning av resultat. Den är avsedd för metodkurser inom tekniska utbildningar, med utgångspunkt i ingenjörsutbildningens vetenskapstradition och ingenjörens bildningshistoria. Boken redogör för ett urval av forskningsmetoder tillsammans med ingenjörsvetenskapliga perspektiv på vetenskapsteori, forskningsmetod och tekniker för datainsamling. Utöver att förklara och ge exempel på centrala begrepp i det metodologiska landskapet behandlar boken också etik, kvalitet och kommunikation.

Boken handlar om planering, genomförande och granskning av examensarbeten och andra vetenskapliga undersökningar. Genom flera praktiska exempel på hur vetenskapliga undersökningar kan genomföras inom ingenjörsvetenskapen ökar boken förståelsen för forskningsmetodik som är relevant för just ingenjörer.

FÖR INGENJÖRER OCH ANDRA PROBLEMLÖSARE

KRISTINA SÄFSTEN MARIA GUSTAVSSON

Forskningsmetodik – För ingenjörer och andra problemlösare kan även användas som grundbok i metod för andra utbildningsinriktningar, med problemlösning i fokus. Boken fungerar såväl under utbildningens tidigare delar som på forskarnivå.

Art.nr 33796

studentlitteratur.se

FORSKNINGSMETODIK