CC BY
69
РАЗВИТИЕ СИСТЕМЫ НЕПРЕРЫВНОГО ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ В ИНТЕРЕСАХ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ:
ПРОБЛЕМЫ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ
С. А. Подлесный А. В. Козлов
В статье рассматриваются вопросы совершенствования системы непрерывного инженерного образования школа - колледж - вуз - аспирантура - повышение квалификации в соответствии с новой образовательной парадигмой. Предлагается формирование целостного мировоззрения и знания, компетенции в решении проблем на основе системы ТРИЗ-педагогика.
The paper considers issues of continuous engineering education “school - college -higher education institution - postgraduate study - professional development improvement system” according to a new educational paradigm. Development of complete outlook and knowledge, as well as competence in problems solving on the basis of TRIZ-pedagogy system is offered.
Ключевые слова: устойчивое развитие, инженерное образование, генерация идей, ТРИЗ, ТРИЗ-педагогика, метод изобретения знаний, метод инновационных проектов.
Key words: sustainable development, engineering education, generation of ideas, TRIZ, TRIZ-pedagogy, knowledge invention method, innovative projects method.
В настоящее время остро стоят вопросы развития промышленного комплекса Российской Федерации, обеспечения его эффективного функционирования как высокотехнологичного, многопрофильного сектора экономики страны, способного реализовать присутствие Российской Федерации на мировых рынках наукоемкой продукции. Новая индустриализация России осуществляется в период перехода ведущих стран к этапу формирования инновационного общества - построению экономики, базирующейся преимущественно на генерации, распространении и использовании знаний, к шестому (есть прогнозы формирования седьмого) технологическому укладу. В соответствии с этим Концепцией долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 г. планируется создание сети территориально-производственных кластеров, реализующих конкурентный потенциал территорий. Федеральной целевой программой «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научнотехнологического комплекса России на 2014-2020 годы», утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации (17 ноября 2008 г. № 1662-р), созданы национальные технологические платформы, в состав участников которых входят отраслевые предприятия, инжиниринговые центры, ведущие университеты, институты РАН, организации малого и среднего бизнеса.
Осуществление названных процессов, повышение эффективности экономики требуют принципиально нового кадрового обеспечения, подготовки инженеров нового поколения. Анализ публикаций по проблемам инженерного образования, современных международных концепций и инициатив (CDIO,
266
STEaM, PBL и др.) позволяет сделать вывод, что наиболее важной компетенцией инженера XXI в. является готовность к инновационной комплексной инженерной деятельности на всех этапах жизненного цикла новой техники и технологий, способность работать в командах, прогнозировать ситуацию в профессиональной сфере, в окружающей среде, в обществе и на этой основе формировать инновационные решения (технические, управленческие, экономические и др.) в условиях жестких экономических, экологических, социальных и других ограничений. Важнейшим ограничением становятся принципы устойчивого развития (региона, страны, цивилизации в целом), направленные на то, чтобы современное инновационное развитие сохраняло ресурсы для следующих поколений.
В решении названной задачи кадрового обеспечения на передний план выступает новое требование - инновационное образование, понимаемое как образование, где благодаря инновациям педагогов формируется инновационное мышление у обучаемых, системно организующее фундаментальные знания (физика, математика, химия и др.), интегрированное с интенсивной научно-исследовательской и инновационной деятельностью. Такое образование соответствует новой парадигме: «От целостной картины мира - к целостному знанию и через него - к целостной личности» [1]. Важнейшие задачи - создание нового метадисциплинарного контента и новых обучающих технологий, органически сочетающих научные исследования и инновационное проектирование с учебным процессом.
Оптимальной организационной структурой для непрерывного инженерного образования могут быть сетевые вертикально интегрированные профильные учебно-научно-инновационные комплексы (УНИК), включающие школы, колледжи, вузы, учреждения дополнительного профессионального образования (повышения квалификации), НИИ, инжиниринговые центры и др., где осуществляются как учебный процесс, так и фундаментальные и прикладные научные исследования, инновационная деятельность. Если в отношении требований к инженеру нового поколения, к инженерному образованию будущего среди научной и педагогической общественности сформировался определенный консенсус, то он еще не достигнут в отношении средств выполнения этих требований. Характерный пример: действующие в настоящее время стандарты CDIO [2] и планируемые результаты обучения CDIO Syllabus, по существу, представляют собой набор задач, полученный в результате декомпозиции основной цели системы CDIO: привести инженерное образование в соответствие с требованиями работодателей. Средства же достижения этих целей находятся в процессе разработок и апробации в различных университетах мира. Одной из проблемных задач этих разработок является множественность требований, которые необходимо выполнять одновременно, в рамках единого междисциплинарного содержания и единой образовательной технологии. В качестве такого междисциплинарного содержания, наряду с фактологическими фундаментальными знаниями (физика, математика, химия и др.), может служить операциональное фундаментальное знание - прикладная диалектика или теория решения изобретательских задач (ТРИЗ, TRIZ) [3]. Эта наука, созданная российским ученым Г. С. Альтшуллером, развитая его последователями, все шире пре-
267
подается в ведущих зарубежных университетах, в связи с возрастающим спросом на подготовленных в этой области специалистов со стороны ведущих транснациональных корпораций, которые экономят благодаря ТРИЗ сотни миллионов долларов. ТРИЗ комплексно формирует у будущих инженеров совокупность названных выше качеств. Прикладная диалектика (ТРИЗ) содержит инструментальные методы преодоления противоречий развития: законы, приемы, стандарты, алгоритм (этим и обусловлена ее операциональность). Созданы компьютерные программы, помогающие применять эти методы (программы класса CAI - Computer Aided Invention - Компьютерная поддержка изобретательства, например, Innovation WorkBench, Invention Machine Goldfire, Innokraft и др.).
Практика показывает эффективность применения инновационной образовательной технологии ТРИЗ-педагогика [4], интегрирующей изучение ТРИЗ с другими дисциплинами. Авторами [5; 6] предложены методы изобретения знаний и инновационных проектов, распространившие ТРИЗ-педагогику на все этапы учебного процесса. ТРИЗ-педагогика может успешно применяться во всех звеньях системы непрерывного инженерного образования, начиная со школ, и не только старших классов. Метод изобретения знаний состоит в том, что каждая изучаемая по любой образовательной программе система «пере-изобретается» интеллектуальными инструментами ТРИЗ как результат преодоления противоречий развития в системе-предшественнице. Метод инновационных проектов - это определенным образом организованное объединение проектного и проблемного обучения с ТРИЗ.
Проведенные исследования показали общность закономерностей преодоления противоречий в технических, неантропогенных (природных) и социальных системах [7]. Это позволяет применять метод изобретения знаний в подготовке инженеров при изучении не только технических, но и естественнонаучных и гуманитарных дисциплин и предметов. ТРИЗ-педагогика обладает качествами технологии образования в интересах устойчивого развития, что признано ЮНЕСКО [8; 9].
Одной из проблем в формировании инженеров нового поколения является неготовность значительной части преподавателей вузов и учреждений других ступеней образования к применению названных информационных и дидактических технологий. Поэтому важно начинать решение этой задачи с совершенствования системы повышения квалификации.
Подводя итоги, можно сделать следующие выводы.
(1) Стратегия развития системы непрерывного инженерного образования связана с решением приоритетных задач постиндустриального информационного общества: ответы на глобальные вызовы, обеспечение
национальной безопасности в широком смысле этого слова, проведение новой индустриализации страны, переход на шестой технологический уклад и повышение конкурентоспособности страны в области техники и технологий на мировом уровне, реализация принципов устойчивого развития общества, формирование человеческого потенциала инновационной экономики. Для эффективного решения названных задач необходимы: учет новых ФГОС, международных стандартов, профессиональных стандартов, критериев международной аккредитации, специфических требований стратегических парт-
268
неров вузов. Необходимо формировать (моделировать) среду, близкую к будущей профессиональной деятельности: электронные предприятия, электронные учебно-производственные центры и др. Важно использовать социальный интеллект при совершенствовании образовательных программ.
(2) В школах, колледжах и вузах процесс обучения в ближайшее десятилетие будет изменяться не только в отношении инфраструктуры образовательных учреждений, создания на базе университетов интегрированных учебно-научных инновационных комплексов (включенных в территориальнопромышленные отраслевые кластеры), инжиниринговых центров, актуализации содержания образования, но и образовательных технологий, позволяющих резко повысить качество и доступность процесса обучения. Апробация названных технологий показывает возможности создания интеллектуальной собственности в довузовском образовании [10], что требует соответствующей нормативной базы, предложения по которой разрабатываются.
(3) Среди компетенций, формируемых у будущих инженеров, особое значение имеют компетенции, позволяющие генерировать, а затем и реализовывать новые идеи создания различных наукоемких систем и оборудования. Перспективны в этом отношении идеи ТРИЗ, которые успешно применяются во многих ведущих университетах мира и страны.
Список литературы
1. Кинелев В.Г. Образование для информационного общества // Открытое образование. -2007. - № 5. - С. 46-57.
2. Всемирная инициатива CDIO. Стандарты / пер. с англ. и ред. А.И. Чучалина, Т.С. Петровской, Е.С. Кулюкиной. - Томск: Изд-во ТПУ, 2011. - 17 с.
3. Альтшуллер, Г. С. Найти идею. - М.: Альпина Бизнес Букс, 2007. - 400 с.
4. Викентьев И. Л., Гин А. А., Козлов А. В. ТРИЗ-педагогика: сб. творч. задач по биологии, экологии и ОБЖ. - СПб.: АКЦИДЕНТ, 1998. - С. 162-165.
5. Методы изобретения знаний и инновационных проектов на основе ТРИЗ / Т. В. Погребная, А. В. Козлов, О. В. Сидоркина. - Красноярск: ИПК СФУ, 2010. - 180 с.
6. TRIZ-based Engineering Education for Sustainable Development / Lepeshev, A.A., Podle-snyi, S.A., Pogrebnaya, T.V., Kozlov, A.V., Sidorkina, O.V. // Interactive Collaborative Learning (ICL), 2013 International Conference, IEEE, Kazan, 2013. - P. 489-493.
7. ТРИЗ и прикладная диалектика / Т.В. Погребная, А.В. Козлов, О.В. Сидоркина // ТРИЗфест-2007. [Электронный ресурс]. - URL: http://www.metodolog.ru/01108/01108.html.
8. Кафедра ЮНЕСКО «Новые материалы и технологии» Сибирского Федерального университета. Технология образования в интересах устойчивого развития // Вестн. ЮНЕСКО. -2013. - № 16. - С. 162-165.
9. ОУР в Ассоциированных школах ЮНЕСКО. Дидактика устойчивого развития / А.В. Козлов, Т.В. Погребная, О.В. Сидоркина // Вестн. ЮНЕСКО. - 2013. - № 18. - С. 228-237.
10. Дополнительное образование в России. Пилотный проект кафедры ЮНЕСКО СФУ в Красноярске / А.В. Козлов, Т.В. Погребная, О.В. Сидоркина // Время инноваций. - 2015. -№ 1-2 (16). - С. 92-93.
269
