Полная версия

Главная arrow Педагогика arrow Инженерное образование : цели, модели, методики обучения

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Модель инженерного образования: подход CDIO

В русле построения нового инженерного образования, отвечающего требованиям современного производства и общества, одним из наиболее востребованных является подход CDIO (Conceive, Design, Implement, Operate - планировать, проектировать, производить и применять). Разработчики данного подхода видят основную задачу инженерного образования в том, чтобы подготовить выпускников, способных планировать, проектировать, производить и применять сложные инженерные объекты, 29 процессы и системы .

Подход CDIO исходит из того, что неотъемлемой частью подготовки специалистов в области техники и технологий должна быть реализация жизненного цикла продуктов, процессов и систем[1] :

  • • стадия осмысления и планирования (Conceiving) предполагает определение потребностей потребителя, возможности их удовлетворения, продумывание общих вопросов технологии, стратегии предприятия и нормативных требований, а также разработку концепций, технических и бизнес-планов;
  • • стадия проектирования (Designing) посвящена разработке проекта, включающего планы, чертежи и алгоритмы, описывающие то, что будет создаваться, производиться и применяться;
  • • на стадии производства (Implementing) проект преобразовывается в продукт, процесс или систему, включая апробацию, производство, валидацию и сертификацию;
  • • на последней стадии применения (Operating) происходит использование произведенного продукта для получения запланированного результата (добавленной стоимости), включая поддержку, развитие и изъятие продукта из эксплуатации.

Подход CDIO опирается на следующие положения^:

  • • обучение должно строиться вокруг четко сформулированных целей образовательной программы и результатов обучения студентов, определенных при участии заинтересованных сторон;
  • • учебный план программы должен включать взаимосвязанные дисциплины, которые предполагают овладение личностными и межличностными компетенциями, навыками создания объектов, процессов и систем;
  • • учебные мероприятия должны включать практические занятия по разработке и применению объектов и систем в образовательной среде, составляющие основу экспериментального-практического инженерного обучения;
  • • помимо практических занятий по разработке и применению объектов и систем, активное и практическое обучение должно быть частью лекционных курсов;
  • • система оценивания должна быть комплексной.
  • 31 Бродер Р., Малмквист Й., Эдстрем К, Кроули Э., Остлунд С. Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO. М.: ВШЭ, 2015. 540 с.

Рассмотрим каждое из этих положений. В концепции CDIO весьма детально разработаны требования к результатам обучения. Перечень результатов обучения должен отвечать на вопрос: какими личностными и межличностными компетенциями, дисциплинарными знаниями, навыками создания объектов, процессов и систем должны обладать выпускники университета и в какой степени? Детализированные результаты обучения должны соответствовать целям программы и быть согласованными с заинтересованными лицами программы. Также с участием заинтересованных сторон, включая студентов, преподавателей, руководство вуза, выпускников и представителей промышленных партеров, определяется необходимый уровень освоения каждого результата обучения. По мнению разработчиков данного подхода, важно сформулировать результаты обучения ясно и четко, так как они:

  • • формализуют знания, навыки и личностные качества, которые хотят видеть у выпускников инженерных программ представители промышленности, преподаватели и общество;
  • • способствуют разработке интегрированного учебного плана, комплексных учебных мероприятий и комплексных мероприятий по оценке достижений студентов;
  • • являются источником информации о программе для настоящих и будущих студентов.

Основной документ, отражающий результаты обучения, - CDIO Syllabus - представляет собой список требований работодателей к инженерному образованию. Он включает следующие компетенции (полный перечень приведен в прил.).

Применение фундаментальных знаний. Применение базовых и углубленных математических, естественнонаучных, гуманитарных, социально-экономических и технических знаний в междисциплинарном контексте для решения комплексных инженерных проблем, соответствующих направлению подготовки.

32 Чучалин А. И. О применении подхода CDIO для проектирования уровневых программ инженерного образования // Высшее образование в России. 2016. № 4. С.17-32.

Инженерный анализ. Постановка и решение задач комплексного инженерного анализа, соответствующих направлению подготовки, с использованием базовых и углубленных знаний, современных аналитических методов и моделей.

Инженерное проектирование. Выполнение комплексных инженерных проектов технических объектов, систем и технологических процессов, соответствующих направлению подготовки, с учетом экономических, экологических, социальных и других ограничений.

Исследования. Проведение исследований при решении комплексных инженерных проблем, соответствующих направлению подготовки, включая постановку эксперимента, анализ и интерпретацию данных с применением базовых и углубленных знаний.

Инженерная практика. Создание, выбор и применение необходимых ресурсов и методов, включая прогнозирование и моделирование, современных технических и IT-средств для решения комплексных инженерных проблем, соответствующих направлению подготовки, с учетом возможных ограничений.

Специализация и ориентация на рынок труда. Компетенции, связанные с особенностью проблем, объектов и видов комплексной инженерной деятельности, соответствующей направлению и профилю подготовки, на предприятиях и в организациях - потенциальных работодателях.

Менеджмент. Использование базовых и углубленных знаний в области менеджмента для управления комплексной инженерной деятельностью, соответствующей направлению подготовки.

Коммуникация. Эффективная коммуникация, в том числе на иностранном языке, в профессиональной среде и обществе, разработка документации, презентация и защита результатов комплексной инженерной деятельности, соответствующей направлению подготовки.

Индивидуальная и командная работа. Эффективная индивидуальная работа и работа в качестве члена или лидера команды, в том числе междисциплинарной, с делением ответственности и полномочий при решении комплексных инженерных проблем, соответствующих направлению подготовки.

Профессиональная этика. Личная ответственность и приверженность нормам профессиональной этики в комплексной инженерной деятельности.

Социальная ответственность. Комплексная инженерная деятельность по направлению подготовки с учетом правовых и культурных аспектов, вопросов охраны здоровья и безопасности жизнедеятельности, социальная ответственность за принимаемые решения, обеспечение устойчивого развития.

Образование в течение всей жизни. Осознание необходимости непрерывного профессионального совершенствования и способность к самостоятельному обучению.

Интегрированный учебный план должен включать 3 обязательных компонента[2]:

  • 1) курс «Введение в инженерную деятельность», создающий основу для последующего обучения, стимулирующий интерес и создающий мотивацию студентов к инженерной деятельности;
  • 2) традиционные дисциплины, согласованные между собой и демонстрирующие необходимость междисциплинарного подхода;
  • 3) финальный проект, позволяющий студентам продемонстрировать умение планировать, проектировать, производить и применять объекты, процессы или системы.

Для реализации учебного плана необходимы современная материально-техническая база, лаборатории для инженерной деятельности и образовательное пространство, обеспечивающие реализацию модели «планирование - проектирование - производство - применение» как контекста образования. Такое образовательное пространство должно:

  • • стимулировать студентов к взаимодействию и пониманию потребностей других людей, обеспечивать возможность для анализа и формирования общей концепции;
  • • создавать условия для приобретения опыта командного проектирования с использованием цифровых технологий, знакомства с совре-

  • 1.4. Модель инженерного образования: подход CDIO менными средствами производства и применением аппаратного и программного обеспечения;
  • • предоставлять возможность обучить студентов применению собственных разработок и результатов учебных проектов, например, путем моделирования реальных процессов и электронным доступом к производственным объектам;
  • • обеспечивать разные виды активного и практического обучения, такие как эксперимент, лабораторное исследование, социальное взаимодействие;
  • • способствовать образованию студенческих команд и реализации совместных видов деятельности.

Подход CDIO постулирует необходимость активного, практического, а также интегрированного обучения, обеспечивающего освоение студентами дисциплинарных знаний и одновременное формирование необходимых личностных и межличностных компетенций, навыков создания объектов, процессов и систем. Активное обучение предполагает вовлеченность студентов в образовательный процесс, использование заданий на осмысление теоретического материала, проведение групповых дискуссий, обратную связь со студентами по изучаемому материалу. Практическое обучение включает выполнение проектов по разработке и применению объектов и систем, моделирование и анализ реальных ситуаций профессиональной инженерной деятельности и т.п. Интегрированное обучение опирается на проблемно-ориентированные методы, на объединение работы в команде с заданиями по инженерной дисциплине, включает глубокое изучение узкой темы с использованием особых исследовательских методов или одновременное обсуждение технических аспектов инженерной задачи и профессиональной этики.

По мнению разработчиков подхода CDIO, для управления реформированием образования нужна жесткая система оценивания, включающая два компонента:

• оценка результатов обучения - достижений студентов в освоении дисциплинарных знаний, а также в развитии личностных и межличностных компетенций и навыков создания объектов, процессов и систем;

• оценка программы, в том числе сбор и анализ информации, характеризующей общее качество и результаты образовательной программы путем анкетирования преподавателей, студентов, административного персонала, выпускников и других заинтересованных лиц.

Личностно-ориентированный принцип оценивания, предлагаемый в данном подходе, предполагает согласование этого процесса с целями образовательной программы и планируемыми результатами обучения. Оценивание осуществляется с использованием различных методов сбора информации о достижениях студента (письменные тесты и устные опросы, наблюдение за работой студента, шкалы рейтинга, рефлексия студентов, журналы, портфолио, оценка студентами друг друга, самооценка) и способствует созданию благоприятной и дружественной образовательной среды.

Подход CDIO уделяет особое внимание инженерной компетентности преподавателей в области личностных и межличностных навыков, навыков создания продуктов, процессов и систем, а также их педагогической компетентности в области использования активных методов обучения и оценивания студентов при обеспечении интегрированного обучения. Преподавателям необходимо постоянно совершенствовать свои инженерные и педагогические знания и навыки, чему служат: профессиональная стажировка на промышленном предприятии, сотрудничество с коллегами из промышленной сферы в исследовательских и образовательных проектах, участие в различных конференциях, форумах и семинарах, повышение квалификации в университетах.

Таким образом, модель инженерного образования, построенная с позиции подхода CDIO, не противоречит рассмотренной выше типовой модели, но имеет специфические акценты, связанные с конкретной направленностью подготовки специалистов, способных планировать, проектировать, производить и применять сложные инженерные объекты, процессы и системы. В качестве целей рассматриваются образовательные результаты - личностные и межличностные навыки, знания и умения создания продуктов, процессов и систем; содержание представлено взаимосвязанными дисциплинами и проектной деятельностью, направленными на получение указанных результатов; образовательная среда и образова тельный процесс должны быть ориентированы на активное, практическое, интегрированное обучение и личностно-ориентированное оценивание; преподаватели должны владеть как педагогическими, так и личностными, межличностными, инженерными компетенциями и навыками создания инженерных продуктов. Также следует отметить, что подход CDIO разработан детально и технологично, что позволяет, внедряя данную модель, системно и эффективно совершенствовать инженерное образование.

  • [1] Бродер Р., Малмквист Й., Эдстрем К, Кроули Э., Остлунд С. Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO. М.: ВШЭ, 2015. 540 с. 2 Всемирная инициатива CDIO. Стандарты: информационно-методическое издание / Пер. с анг. и ред. А. И. Чучалина, Т. С. Петровской, Е. С. Кулюкиной; Томский политехнический университет. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. 17 с.
  • [2] Бродер Р., Малмквист Й., Эдстрем К, Кроули Э., Остлунд С. Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO. М.: ВШЭ, 2015. 540 с.
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>