Читать книгу Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO - Группа авторов - Страница 16

Чтобы разрешить ситуацию, нами был выработан системный взгляд на инженерные программы. Подход CDIO предусматривает овладение базовыми техническими знаниями в контексте планирования, проектирования, производства и применения объектов, процессов и систем. Исходя из этого, мы сформулировали следующие постулаты.

• 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, где обучение предполагает овладение личностными и межличностными компетенциями, а также 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.

Обучение, организованное в соответствии с перечисленными постулатами, будет оказывать двойное воздействие на студентов тем, что способствует глубокому освоению базовых технических знаний и приобретению практических инженерных навыков. Студенты будут обучаться через ряд комплексных учебных мероприятий, часть из них будет носить практический характер, т. е. погружать студентов в ситуации, с которыми сталкиваются инженеры в своей профессиональной деятельности. При правильном подходе к разработке комплексных учебных мероприятий они будут оказывать двойное действие, формируя у студентов необходимые личностные и межличностные компетенции, а также навыки создания объектов, процессов и систем, одновременно стимулируя освоение базовых знаний. В следующих разделах мы подробно остановимся на семи компонентах образовательных программ: контексте, предметных знаниях (основах), результатах обучения, учебном плане, практическом обучении, активном обучении и оценивании.

Планирование, проектирование, производство и применение как контекст инженерного образования. Авторы уверены, что модель «планирование – проектирование – производство – применение» должна служить контекстом инженерного образования. При этом образовательный контекст понимается как среда, способствующая обучению. Иными словами, культура обучения, приобретаемые навыки и формируемые личностные компетенции должны способствовать пониманию того, что роль инженера в обществе – это планирование, проектирование, производство и применение продуктов инженерной деятельности.

Выбор планирования, проектирования, производства и применения в качестве образовательного контекста обусловлен рядом важных причин. Во‑первых, это естественный контекст, т. е. он соответствует профессиональной деятельности инженера. Во‑вторых, в естественной среде CDIO легко сформировать необходимые инженерные навыки. И в‑третьих, данный контекст способствует не только приобретению навыков, но и освоению базовых технических знаний. Применение модели «планирование – проектирование – производство – применение» либо другой модели жизненного цикла инженерной продукции в качестве контекста инженерного образования настолько важно, что стало первым из 12 стандартов CDIO. Этот основополагающий принцип более подробно обсуждается во второй части главы 2.

Необходимо отметить, что жизненный цикл объекта или системы – это контекст, а не содержание инженерного образования. Это означает, что не каждому инженеру необходимо быть специалистом по разработке. Инженер может иметь предметные знания в машиностроении, электроэнергетике или химии, однако эти знания должны быть приобретены в контексте, обеспечивающем освоение навыков и умений, необходимых для проектирования и применения объектов.

Вывод о том, что планирование, проектирование, производство и применение должны стать естественным контекстом инженерного образования, настолько очевиден, что невольно напрашивается вопрос: почему эта модель не является таким контекстом повсеместно уже сегодня? Ответ в том, что в инженерных вузах работают, как правило, не инженеры-практики, а инженеры-исследователи. Они производят новое инженерное знание, следуя редукционистскому подходу, поскольку благодаря ему значительно вознаграждаются усилия отдельных лиц. В инженерной практике, напротив, применяется системный подход для производства инженерных объектов, процессов и систем, при котором важна работа команды. Тем не менее необходимо подчеркнуть, что практический контекст используется для глубокого освоения базовых инженерных знаний. Таким образом, необходимо понимать, что изменение контекста образования основывается на изменении общей культуры образования.

Можно возразить, что такие перемены невозможны в условиях университета. По сути, сложившаяся на текущий момент напряженная ситуация в инженерном образовании многих стран является именно результатом такой трансформации. До 1950‑х годов, а в ряде стран и позже, преподавателями вузов были практикующие инженеры. Образование было сугубо практическим. В 1950‑х годах началась техническая революция, благодаря которой в университеты пришли молодые ученые, а 1960‑е годы XX столетия можно назвать «золотым веком» инженерного образования. Студентов одновременно обучали преподаватели старой практико-ориентированной школы и молодые инженеры-ученые. Однако к 1970‑м годам представители старшего поколения вышли на пенсию и их повсеместно заменили ученые-теоретики. Иными словами, культура и контекст инженерного образования коренным образом изменились и стали научно-ориентированными.

Главное внимание – освоению основ. Целью изменения общей парадигмы инженерного образования было стремление дать студентам теоретические основания для решения неизвестных технических задач в будущем. Ни в коем случае не преуменьшая значимости перехода инженерного образования от практики к науке и признавая огромный вклад научных изысканий, поведенных за последние полвека, необходимо отметить, что следствием такой трансформации стало изменение культуры инженерного образования. Понимание ценности важнейших практических навыков и умений, формирование которых являлось ранее отличительным признаком инженерного образования, резко снизилось. Не случайно в 1980‑х годах многие развитые страны мира стали отмечать изменение качества знаний и недостаточное владение навыками и умениями у выпускников инженерных программ. Когда обеспокоенность, выраженная промышленными компаниями в 1980‑х годах, не возымела никакого действия, реакция промышленников в 1990‑х стала более заметной, о чем уже упоминалось ранее.

Эволюцию состава преподавателей инженерных программ можно проследить и по соотношению учебных мероприятий, направленных на обучение техническим основам и формирование личностных, межличностных и процессуальных навыков, а также навыков создания объектов и систем. Такая эволюция схематично представлена на рис. 2.1. До 1950‑х годов инженерное образование носило преимущественно практический характер, к 1960‑м годам XX века между двумя аспектами установился определенный баланс, а к 1980‑м годам укоренилась новая модель обучения, акцентирующая внимание на освоении базовых технических знаний. Данная тенденция представлена в виде компромиссной кривой, поскольку, в связи с тем что обучение является технологией передачи информации, наличие ограничений в производительности и времени позволяет передать лишь ограниченный объем знаний. Если следовать этой модели обучения, возникает естественный вопрос: что следует убрать из программы, чтобы найти место формированию практических навыков? Мы считаем, что существуют альтернативные модели обучения, отличные от модели передачи информации, которые позволяют избежать очевидного конфликта. Подход CDIO – это попытка создать такое образование, которое позволит осваивать постоянно увеличивающийся объем предметных знаний и одновременно приобретать универсальные навыки, необходимые для успешной инженерной деятельности.

Результаты обучения. Первой конкретной задачей на пути создания модели образовательной программы с применением нового подхода стала разработка и систематизация атрибутов, необходимых современному инженеру. Для решения этой задачи были созданы рабочие группы из преподавателей инженерных программ, студентов и представителей промышленности с целью найти ответ на вопрос: каким набором знаний, практических навыков и характеристик должны обладать выпускники инженерных вузов? Приведем пример содержательного ответа, полученного от участника одной из рабочих групп Рэя Леопольда, бывшего вице-президента и главного технолога подразделения по глобальным телекоммуникационным решениям (Global Telecom Solutions Sector) компании Motorola (пример 2.1). По результатам деятельности рабочих групп и с учетом предложений представителей промышленности, государственных структур и вузов требования к выпускникам университетов были представлены в виде перечня результатов обучения, известного как CDIO Syllabus. Описание и обоснование перечня результатов обучения изложены в главе 3.

Пример 2.1. Необходимые атрибуты выпускников программ CDIO с точки зрения промышленных компаний

По моим оценкам, наиболее важное качество потенциальных выпускников программ CDIO – это способность применять инженерные навыки при наличии ответственного понимания соответствия выполненной работы реальным потребностям общества. Для этого необходима успешная реализация проектов (в широком смысле) с участием инженеров и представителей других профессий. Инженер должен быть способен находить не только технические, но и потенциально успешные экономические решения, уметь оценить стоимость проекта. Выпускник инженерного вуза должен уметь не только генерировать гениальные идеи, но и применять их на практике.

Как часть этого процесса, выпускники инженерных программ должны иметь более полное представление о прибыли, которую они приносят своей организации. Им необходимы развитые личностные компетенции, способность работать в команде с другими инженерами и специалистами из других областей. Профессионализм инженера основан не только на широте и глубине предметных знаний, но и на собственном опыте применения личностных и профессиональных компетенций.

В своих компаниях мы обычно стремимся определить, чтó человек знает, какой вклад он может внести в общее дело, каковы перспективы компании от сотрудничества с ним и насколько человек соответствует корпоративному духу. Часто мы отказываем в работе высококвалифицированным специалистам, которые не могут продемонстрировать личностные качества, необходимые для работы в нашей команде, или чей возможный рост ограничен узкой технической областью. Нам необходимы глубокие технические знания, но они должны находиться в контексте. И нам также необходима способность работать в команде. Во время интервью я часто задаю вопросы, позволяющие понять характер человека, например: «Опишите случай, когда в период учебы вам приходилось:

• решать задачу с коллегой, который не был заинтересован в общем результате;

• повторно оценивать предложенный проект;

• перестраивать свой рабочий график, чтобы уложиться в сроки».

Выпускник программы CDIO должен уметь уверенно отвечать на такие вопросы, а его ответы должны не только иметь прямое отношение к заданному вопросу, но и демонстрировать более широкое понимание проблемы.

Р. Леопольд, корпорация Motorola

Как видно из табл. 2.2, результаты обучения студентов были разделены в CDIO Syllabus на четыре группы.

1. Дисциплинарные знания и понимание.

2. Личностные компетенции и профессиональные навыки.

3. Межличностные компетенции: работа в команде и коммуникация.

4. Планирование, проектирование, производство и применение систем в контексте предприятия, общества и окружающей среды – инновационный процесс.

Эти группы непосредственно соотносятся с основной задачей инженерного образования, определенной ранее, – подготовить выпускников, способных: планировать, проектировать, производить и применять (группа 4) комплексные инженерные объекты, процессы и системы с добавленной стоимостью (группа 1) в современных условиях командной работы (группа 3) и являющихся ответственными и разумными членами общества (группа 2).

Знания, навыки и личностные качества, вошедшие в категории 2–4, описаны как личностные и межличностные навыки, а также навыки создания объектов, процессов и систем. Первая группа «Дисциплинарные знания и понимание» характеризует содержание отдельных инженерных направлений подготовки. Группы 2–4 применимы к любым инженерным программам.

Результаты обучения каждой группы далее были декомпозированы на втором, третьем и четвертом уровнях детализации. Перечень тем для изучения в рамках отдельных дисциплин, приведенный на втором уровне, был согласован с экспертами в каждой предметной области (большинство согласований проводилось в отношении CDIO Syllabus 1.0, в котором отсутствовали пункты 4.7 и 4.8). Для обеспечения системности CDIO Syllabus был жестко привязан к документам, определяющим требования к инженерному образованию и необходимые атрибуты выпускников. Нашим стремлением было представить CDIO Syllabus в виде обоснованного и последовательного набора навыков, основанного на анализе требований заинтересованных сторон к выпускникам инженерных вузов. Более полный документ – CDIO Syllabus 2.0 – приведен в приложении.

CDIO Syllabus может быть использован при планировании результатов обучения лишь как рекомендация или модель. Для каждой образовательной программы необходим собственный перечень результатов обучения, который, возможно, будет сформирован путем адаптации содержания CDIO Syllabus. Результаты обучения студентов по каждой отдельной программе обязательно должны быть согласованы с основными потребителями программы. В инженерном образовании существует четыре основные категории потребителей или заинтересованных сторон: студенты, представители промышленности, преподаватели и общественные организации. Результаты обучения студентов по каждой программе должны отражать интересы всех четырех категорий ее потребителей. Промышленные компании как конечные потребители и работодатели выпускников обладают знаниями относительно необходимых атрибутов будущих выпускников, т. е. являются источником знаний о долгосрочных интересах студентов. Студенты – непосредственные потребители образовательных услуг и арбитры потребительских нужд. Преподаватели университетов обеспечивают передачу и формирование знаний, навыков и личностных качеств и обогащают программу своим видением потребностей студентов. Широкая общественность устанавливает требования к инженерному образованию (в том числе квалификационные требования) и акцентирует внимание на нуждах общества через национальные и аккредитационные стандарты. Таким образом, все четыре категории заинтересованных сторон обладают собственным важным мнением о целях инженерного образования. Для формулирования тем и навыков в терминах измеримых результатов обучения, составивших CDIO Syllabus, нами были предложены способы привлечения потребителей программы с целью определения необходимого квалификационного уровня по каждому разделу CDIO Syllabus. Описанию способов привлечения заинтересованных сторон посвящена глава 3.

Помимо этого, подход CDIO отвечает на вопрос, каким образом можно обеспечить формирование перечисленных навыков у студентов, и обосновывает необходимость радикального изменения структуры программы и содержания дисциплин, образовательной среды, методов обучения и методов оценивания достигнутых результатов.