Читать книгу Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO - Группа авторов - Страница 17

Для достижения двойной цели (формирования глубокого практического знания технических основ и способности руководить процессом создания и эксплуатации новых объектов, процессов и систем) необходимо модернизировать учебный план инженерных программ. Мы не можем рассчитывать на продление срока обучения, увеличение продолжительности семестров, дополнительные ресурсы и другие изменения, касающиеся учебного плана. По этой причине необходимо научиться по-новому распоряжаться имеющимися ресурсами. Сложность состоит в том, чтобы разработать интегрированный учебный план. Необходимо таким образом использовать учебное время, чтобы студенты осваивали глубокие практические знания технических основ, одновременно приобретая личностные и межличностные компетенции, а также навыки создания объектов, процессов и систем.

Мы не должны надеяться на случайность и обязаны разработать ясный план действий, обеспечивающий формирование необходимых навыков у студентов. Он может потребовать изменений в структуре учебного плана и включения в него дополнительных возможностей для обучения за пределами программы и университета. Вероятно, придется также разработать новые учебные материалы. В процессе реформирования образовательных программ в качестве организующей структуры учебного плана предлагается по-прежнему рассматривать отдельные дисциплины. Однако в учебный план необходимо внести два существенных изменения. Во‑первых, дисциплины, составляющие учебный план, должны быть согласованы между собой и дополнять друг друга, как это происходит в реальной инженерной практике. Во‑вторых, формирование личностных и межличностных компетенций, а также навыков создания объектов, процессов и систем должно стать неотъемлемой частью обучения.

Для разработки нового учебного плана необходимо провести анализ существующей ситуации с тем, чтобы определить наличие взаимосвязей между дисциплинами и условий для формирования навыков, а также выявить пробелы и повторы. Интегрированный учебный план должен включать три обязательных компонента.

• Курс «Введение в инженерную деятельность», создающий основу для последующего обучения, стимулирующий интерес и создающий мотивацию студентов к инженерной деятельности.

• Традиционные дисциплины, согласованные между собой и демонстрирующие необходимость междисциплинарного подхода.

• Финальный проект, позволяющий студентам продемонстрировать умение планировать, проектировать, производить и применять объекты, процессы или системы.

Только при наличии этих компонентов учебный план будет обеспечивать формирование необходимых навыков. Новый учебный план также должен включать выполнение других проектов, прохождение практик и стажировок на базе промышленных предприятий, что обеспечит дополнительное время для формирования навыков и обогатит опыт. В результате интегрированный учебный план будет состоять из последовательных хорошо спланированных учебных мероприятий, направленных на достижение студентами целей образовательной программы. Более подробно процесс разработки интегрированного учебного плана рассмотрен в главе 4.

Практическое обучение и образовательное пространство. Инженеры создают и производят объекты, процессы и системы. Включая в обучение регулярные практические занятия по разработке и применению объектов и систем, составляющие основу экспериментального-практического инженерного образования, мы помогаем студентам освоить базовые технические знания и приобрести навыки создания и производства новых систем. В связи с тем, что потребность в приобретении личностных и межличностных компетенций, а также навыков создания объектов, процессов и систем обусловлена необходимостью работы в команде, практические занятия и проекты создают естественную среду для формирования необходимых навыков. В программе CDIO практический опыт планирования, проектирования, производства и применения является неотъемлемой составляющей учебного плана и обязательно интегрируется во вводные курсы и финальные проекты. Финальный проект реализуется на стыке нескольких дисциплин и предполагает планирование, проектирование, производство или применение объекта, процесса или системы. Обучение теоретическим основам в контексте практического опыта обеспечивает понимание студентами прикладной значимости и ограничений теоретических знаний.

Для того чтобы обеспечить понимание студентами модели «планирование – проектирование – производство – применение» как контекста образования, желательно обновить материально-техническую базу и создать современное образовательное пространство, поддерживающее и организованное на основе данной модели. Так, образовательное пространство, созданное в контексте планирования, должно стимулировать студентов к взаимодействию и пониманию потребностей других людей, а также обеспечивать возможность для анализа и формирования общей концепции. Чаще всего такое пространство не имеет специального оборудования. Помещения, используемые для проектирования и производства, создают условия для приобретения опыта командного проектирования с использованием цифровых технологий, знакомства с современными средствами производства и применением аппаратного и программного обеспечения. Наиболее сложно организовать на базе университета среду для применения объектов, процессов и систем. Однако возможность обучить студентов применению собственных разработок и результатов учебных проектов обеспечивается средствами моделирования. Непосредственный опыт может быть дополнен моделированием реальных процессов и электронным доступом к производственным объектам. Кроме того, образовательное пространство должно обеспечивать и другие виды активного и практического обучения, такие как эксперимент, лабораторное исследование и социальное взаимодействие. Образовательная среда должна способствовать образованию студенческих команд и реализации совместных видов деятельности. Вопросам практического обучения и образовательного пространства посвящена глава 5.

Активное и практическое обучение. Рассмотрев содержание обучения, обратимся к вопросу методики преподавания. Для достижения двойной цели (формирования глубоких предметных знаний и развития навыков) необходимо перераспределить время, отведенное на освоение программы, и применить лучший опыт обучения ко всем мероприятиям программы. Определив образовательные потребности студентов, мы рекомендуем следующие изменения в подходах к обучению.

• Повышение доли активного и практического обучения.

• Внедрение комплексных учебных мероприятий, обеспечивающих освоение студентами дисциплинарных знаний и одновременное формирование необходимых личностных и межличностных компетенций, а также навыков создания объектов, процессов и систем.

Исследования в области педагогики подтверждают, что применение методов активного обучения значительно повышает уровень достижения результатов обучения у студентов. Активным обучением называется такое обучение, при котором студенты непосредственно вовлечены в образовательный процесс. Активное обучение применительно к лекционным курсам может означать включение заданий на осмысление услышанного, проведение групповых дискуссий и обратную связь со студентами касательно изучаемого материала. Активное обучение приобретает практический характер, когда студенты моделируют реальные ситуации профессиональной инженерной деятельности, – например, выполняют проекты по разработке и применению объектов и систем, анализируют реальные ситуации (метод изучения кейсов). Необходимость повсеместного использования активных и практических методов обучения продиктована стремлением повысить мотивацию студентов к глубокому освоению базовых инженерных знаний. Возникающее в результате понимание основных технических концепций и способов их применений – предвестник инноваций.