CC BY
11<<шушетим~^©и©мак>>#27(179)),2©2© / PEDAGOGICAL SCIENCES
11
УДК 378.091.26
Гртченко А.Г.
доктор педагоггчних наук, професор професор кафедри профестно '1 освти та технологш за профыями Уманський державний педагоггчний утверситет 1мет Павла Тичини
(м. Умань)
DOI: 10.24412/2520-2480-2020-2779-11-14 АДАПТАЦ1Я ЩДХОДУ CDIO У В1ТЧИЗНЯНУ СИСТЕМУ ПРОФЕС1ЙНО1 П1ДГОТОВКИ
МАЙБУТН1Х 1НЖЕНЕР1В
Gritchenko AG
doctor of pedagogical sciences, professor Professor of the Department of Vocational Education and Technology by profiles Uman State Pedagogical University named after Pavel Tychyna
(Uman)
ADAPTATION OF CDIO'S APPROACH TO THE DOMESTIC SYSTEM OF PROFESSIONAL
TRAINING OF FUTURE ENGINEERS
Анотацш.
У статт1 оцгнюються можливостг впровадження тдходу CDIO, спрямованого нарозвиток необх1д-них якостей фахгвця 21 сторгччя, як визначають його здатнкть ефективно дгяти в умовах мгнливостг та невизначеностi, у процес професшноi пгдготовки сучасного iнженера вгтчизняними закладами вищо'1 освгти.
Наведено способи ттеграцИ у навчальний план дисциплт, спрямованих на реал1зацт пiдходу CDIO, таким чином, щоб тдготовка майбуттх iнженерiв, як демонструють гнучюсть, здаттсть винаходити, генерувати та впроваджувати iнновацiйнi iдеi та технологи, починалася з фундаментальних дисциплiн, пiдкреслюючи iнженернi основи, та забезпечила 1'х викладання у контекстi реальних систем, процесiв i продуктiв з виршенням актуальних iнженерних проблем.
Abstract.
The article is devoted to assessment of the possibilities for implementing the CDIO in Ukrainian engineering education. The approach is aimed at developing the necessary 21st century professional qualities, which determine the ability of an engineer to operate effectively in conditions of mobility and uncertainty.
The paper presents some ways of integrating disciplines into the curriculum to realize the CDIO approach so that the training of future engineers who demonstrate flexibility, ability to invent, generate and implement innovative ideas and technologies, begins with fundamental disciplines, then emphasizes engineering foundations in the context of real systems, processes and products with the solution of current engineering problems.
Ключовi слова: професшна тдготовка майбуттх iнженерiв, пiдхiд CDIO, мiждисциплiнарний зв'я-зок, загальнотженерш дисциплти, iнновацii.
Keywords: engineering education, CDIO approach, interdisciplinary connections, fundamental engineering, innovations.
Постановка проблеми. Сталий розвиток укра!нського суспшьства, eKOHOMi4He зростання, продовольча та енергетична безпека кра!ни суттево залежать вод результапв модершзаци вичизняно! шженерно! освгга. Науково-техшчний прогрес не тшьки дозволяе задовольняти потреби людства, а i вимагае перегляду пiдходiв до професшно! тдгото-вки сучасних iнженерiв. Пошуки ршення означено! проблеми зарубiжними педагогами дали витоки окремому напряму розвитку iнженерно! освгга, який реалiзуеться у пiдходi CDIO (вод англ. ств Conceive - Design - Implement - Operate («Плану-вати -Проектувати - Виробляти - Застосовувати»), де акумулюються студентоцентроваш тдходи, ос-нови проблемно-, проектно- та практикоорiентова-ного навчання, нацшеш на подготовку студенпв ш-женерних спещальностей до вдосконалення свое! професшно! майстерностi впродовж життя з орiен-тацiею на особиспсний розвиток, формування
умшь роботи у команд^ розвиток навичок комунь кацй' тощо.
Анaлiз останшх дослвджень i публiкацiй. З
моменту перших публжацш у 2002 роцi шдхвд CDIO не втрачае актyальностi, оскшьки узгоджу-еться з вимогами мiжнародних стандартiв щодо освiтнiх резyльтатiв професшно! подготовки iнже-нерiв [9]. До шщативи впровадження пiдходy CDIO першими активно долучилися yнiверситети США, Китаю та кра!н £С, де впровадження тдходу було спрямовано на системну подготовку шжене-рiв, як1 здатш генерувати ще!, проектувати, забез-печувати виробництво, ефективно експлуатувати та yтилiзyвати продукти iнженерно!' дiяльностi [1; 7; 8; 10]. Запровадження подходу CDIO у вичизняних yнiверситетах (Нацiональномy техшчному ушвер-ситетi Укра!ни «КП1 iм. 1горя Окорського», м. Ки!в, 1вано-франшвському нацiональномy техшч-ному yнiверситетi нафти i газу, Донбаськш держав-
12
PEDAGOGICAL SCIENCES / <<Ш^ШМУМ~^©УГМа1>#27(179)),2©2©
нiй машинобудiвнiй академп, м. Краматорськ, Сум-ському державному унiверситетi, Черкаському на-цiональному унiверситетi iм. Богдана Хмельниць-кого, Уманського державного педагогiчного ушве-рситету iменi Павла Тичини [2; 3; 4; 5; 6; 11]) вщбуваеться у виглад кейсiв, штегрованих навча-льних дисциплiн, курсових та дипломних проекпв, програм iндивiдуально! тдготовки обдарованих студентiв, про що сввдчать останнi публжацп, як1 мiстять переважно аналiз та порiвняння практики впровадження пiдходу CDЮ у заруб1жних i впчиз-няних закладах вищо! освгги. На основi проаналiзо-ваних даних слiд зазначити, що поширення шщи-тиви у вiтчизняних унiверситетах стримуеться через вiдсутнiсть науково-обгрунтованих засад впровадження тдходу; належно! техшчно! та лабо-раторно! бази для реалiзацi! практично! пiдготовки студентiв; необхiднiсть вщповщно! подготовки нау-ково-педагогiчних працiвникiв; вщсутшстю зав'яз-к1в закладiв вищо! освгга з виробництвами, що сут-тево знижуе можливостi впровадження та застосу-вання розроблених вдей i продукпв у реальну практику.
Метою статтi е аналiз можливостей CDЮ-щдходу як шдгрунтя для розробки мiждисциплiна-рних освишх програм професшно! подготовки май-бутнiх iнженерiв.
Виклад основних результа^в дослiдження.
Будь-як1 змiни у системi iнженерно! освiти ма-ють здшснюватися з урахуванням свiтових тенден-цш розвитку економiки та виробництва, що вклю-чають глобалiзацiю та конкуренщю у свiтових масштабах, надшвидкий розвиток шформацшно-комунiкацiйних технологiй та !х вплив на усi сфери життедiяльностi людини, ускладнення сощально-шженерних проблем, з якими нинi стикаеться шже-нер у професiйнiй д1яльносп, зокрема в аспектi впливу на довшлля, зникнення меж мiж галузями наук через тенденцiю до комплексного м1ждисцип-лiнарного вирiшення iнженерних проблем.
Принципи тдходу CDЮ передбачають насам-перед формування базових знань як основи для по-дальшого навчання плануванню, проектуванню, виготовленню та використанню технiчних об'ектiв
1 семестр 2 семестр
i систем для виршення певного завдання, досяг-нення освишх результатiв майбутнiх iнженерiв через послвдовну реалiзацiю пiдходiв i методiв, що мають практично орiентований характер; розвиток умшь створювати реальнi техшчш об'екти та сис-теми, що також стимулюе засвоення професiйних знань; формування у студенпв необх1дних особис-тiсних та мiжособистiсних якостей, осшльки пiдхiд CDЮ базуеться на шновацшних студентоцентрова-них педагогiчних технологiях [8]. Принциповими особливостями пiдходу CDЮ е практикоорiенто-ване навчання, коли ввдбуваеться засвоення студентами базових компетентностей, умшь i навичок науково-дослщно! та шновацшно! дiяльностi; ште-нсивне залучення викладачiв у науково-дослiднi, зокрема мiжнароднi, проекти; тiсна спiвпраця уш-верситепв з виробничими компашями з метою ви-бору тематики для наукового пошуку та отримання реальних замовлень на прикладш розробки; спря-мування майбутнiх iнженерiв на розвиток малого бiзнесу тощо.
Вирiшення означеного кола завдань у вичиз-няних закладах вищо! освгга мае починатися ще на еташ профорiентацiйно! роботи зi школярами та молодшими спещалютами з вiдповiдним пошуком та пiдтримкою талановито! молодi, надання кваль фжовано! допомоги у виборi напряму дiяльностi. Наступним етапом е щльова пiдготовка фахiвцiв до практично! шженерно! дiяльностi за iнтегрованими освпньо-виробничими програмами, що мае реаль зуватися закладами вищо! освгга спiльно з виробничими компан1ями. На цьому етапi провiдною iдеею, яку автори вкладали у пiдхiд CDЮ, було включення до навчальних планiв «шновацшних ди-сциплш» з вiдповiдними курсами лекцш та практи-чних занять з розроблення та застосування техшч-них об'ектiв i систем. Природно постае питання про те, як ефективно штегрувати компоненти шнова-цшного змiсту, як1 спрямованi на формування i розвиток знань методолопчного характеру, особисть сних та мгжособиспсних якостей, а також профе-сшних цiнностей у фундаментальну iнженерну тдготовку. У свiтових унiверситетах [1, 10] засто-совуються три моделi тегрування: послiдовне, па-ралельне та одночасне.
- змют фундаментально! iнженерно! пiдгото-вки
- змiст пiдготовки до шновацшно! iнженер-но! дiяльностi
Рис. 1. Способи ттеграцИу навчальний план компонент1в змгсту, що забезпечують пгдготовку майбуттх тженергв до тновацшно! дгяльностг: а - послгдовна, б - паралельна; в - одночасна
<<шушетим~^©и©мак>>#27(179)),2©2© / РЕБЛООО1СЛЬ 8С!Е1ЧСЕ8
13
На рис. 1 умовно представлено навчальний рж (два семестри). Модель, в якш використовуеться послОдовна iнтеграцiя у навчальний план компоне-нтiв змОсту, що забезпечують подготовку майбутнiх iнженерiв до шновацшно! дiяльностi (рис. 1, а), пе-редбачае видiлення окремого часу для роботи над проектом або засвоенням певних способiв дОяльно-стi пiсля опанування фундаментально! дисциплши.
Така модель може бути ефективно реалiзована у тих унiверситетах, де навчальним планом перед-бачено одночасне викладання теоретичних i прак-тичних блоков дисциплiн, а також час мiжсесiйних перiодiв задiяно у навчальному процесi. При пара-лельнiй штеграцп (рис. 1, б) окремою канвою через навчальний план проходить курс з фундаментально! дисциплши та окремо, але паралельно, напри-клад курс iнженерно! творчостi. Одночасна штегра-щя (рис. 1, в) передбачае формування методолопч-но! бази, розвиток особиспсних та мiжособистiсних якостей, а також набуття шжене-рного практичного досвщу роботи з розроблення та експлуатаци машин i механiзмiв одночасно iз засвоенням фундаментальних технiчних знань через проблемш завдання, реалiзованi у проектах. Переваги такого способу штеграцп для студента очеви-дт, проте органiзацiя потребуе додаткових ресур-сiв, як то досвОд та готовшсть педагога-розробника, вiдповiдне методичне та матерiально-технiчне за-безпечення.
Практика европейських ушверситепв [1; 4; 8; 10] демонструе необхiднiсть комбiнацi! означених моделей ввдповвдно до конкретних умов ушверси-тету. Той факт, що у планах з послщовною та пара-лельною iнтеграцiею введення проектiв та курав розвитку iнженерно! творчостi е окремими блоками, жодним чином не означае, що, наприклад, курс iнженерно! творчосп виявляеться вщстороне-
Основи (1-2 курси)
■ фундаментальт дисциплiни
■ введення Онжене-рних пiдходiв
■ впровадження першого досвiду шновацшно! дiяльностi
ним вiд фундаментального курсу, i знижуеться ефе-ктивнiсть опанування студентами техшчних основ з орiентацiею на майбутню iнновацiйну дiяльнiсть. Ефективно розроблеш проекти, що дають можли-вiсть реалiзувати умiння розробляти новi конструк-цi! та технiчнi ршення, а також iншi види на-вчально-дослiдницько! дiяльностi (творчi, конку-рси, м1ждисциплшарш проекти тощо), мотивують до навчання фундаментальних дисциплiн, навiть якщо вони знаходяться в окремих модулях навчаль-ного плану.
Слщ зазначити, що зазвичай при розробленш навчальних програм поза увагою залишаються ре-сурси часу у мiжсесiйний, зокрема лтгнш та зимовий перюди. Цей ресурс мае бути зад1яний у ви-глядi лiтнiх / зимових програм (шк1л), що дозволить значно тдтримати фундаментальну пiдготовку без значного перерозподшу академiчного часу, необхь дного для кожного з означених компонента змiсту освiти. Безумовно розроблення, впровадження та реалiзацiя таких курав, яш пропонують студентам роботу над нестандартними завданнями з метою формування власного досвОду iнновацiйно! шжене-рно! дiяльностi iз залученням провiдних фахiвцiв, е викликом для педагогiв, оск1льки потребуе додат-кового часу, подготовки, ршень та нового для педагога досвОду.
Концептуально структура iнтегрованого нав-чального плану залежить в1д можливостей ушвер-ситету та вибору тдходОв до оргашзацп. З огляду на прийняп тдходи формування навчального плану у вичизняних ушверситетах, вважаемо, що оптимальний штегрований навчальний план мае включати три блоки: основи (курс фундаментальних загальношженерних дисциплш), шженерне ядро (курс фахових дисциплш), спещалОзований курс (спещальш дисциплши та робота над випуск-ним проектом).
Спещалгзований курс (4 курс)
■ спещальш дисципл1ни
■ реалОзацОя Онженерних тдходОв
1нженерне ядро (2-3 курси)
■ фаховО дисциплши
■ шновацшний змют навчання
■ розвиток навичок шновацшно!
дОяльносл
ж
50
а
ж
§
а гц
^ и а а
--о -"О
I
I
'§ .'3 о
Ж ^^ ^ «о
о ? ж ч ж
■ ~ я
ж
Р Ч „§
О
а
--о
о л
ж ч
§ «з
& ж а »а
о^ 5Ц
о а ср «о
■ реалозац1я шновацшних способОв д1яльност1
спецгалгза-
тновацтна дгяльнгсть
Рис. 2. Концепщя ттегроеаного навчального плану з тръома блоками дисциплш
Приклад запропоновано! концепцп схематично представлено на рис. 2. Перша частина навчального плану складаеться з курав фундаментальних дисциплш та включае вступний Онженерний
курс, який мае на мет1 впровадження першого досвОду 1нновац1йно! д1яльност1 майбутн1х 1нженер1в, стимулювання Онтересу студент1в, формування ст1йко! мотивацп до ОнновацОйно! професОйно! д1я-
PEDAGOGICAL SCIENCES / <<Ш1ШетУМ~^©УГМа1>#27(179)),2©2©
14
льносл з обов'язковим фокусом на засвоенш та по-дальшому застосуваннi вОдповОдних знань iз фунда-ментальних дисциплш. Крiм того, вступний курс також е ефективним засобом для формування i роз-витку особистих i мiжособистiсних навичок з перших тижшв, а також навичок розроблення концеп-цiй та проектування техшчних об'ектiв i систем.
Друга частина штегрованого навчального плану включае фаховi дисциплiни та пов'язанi з ними проекти. Вони спрямованi на розвиток умшь i навичок шновацшно! дiяльностi. Навчання оргаш-зовуеться таким чином, щоб студент отримував до-свод шновацшно! роботи у рОзних видах дгяльносп (проектах, конкурсах тощо), що дозволяе реалОзу-вати провОдну щею тдходу СБЮ: штегрувати подготовку до шновацшно! Онженерно! дОяльносп у фундаментально! професшну тдготовку майбут-нього Онженера.
Третя частина навчального плану передбачае спещалОзацш О включае спещальш дисциплши, спрямоваш на накопичення та реалОзацш набутого рашше досвщу у проектуванш, виготовленш та екс-плуатацп техшчного об'екту. Оск1льки к1льк1сть спещальних дисциплш розширюеться у цш частит навчального плану, то розвиток навичок шновацшно! дОяльносп майбуттх шженерОв, з одного боку, посилюеться, а з шшого, - ускладняеться робота педагога щодо проектування та реалОзаци змюту навчання О вибору вОдповОдних дОевих форм О методОв.
При проектуванш змюту навчальних дисциплш, виборО форм О методОв навчання варто урахову-вати техшчш можливосп закладу освгга, рОвень подготовки викладачОв та можливосп практично! реалОзацп техшчних розробок студенпв.
Висновки I перспективи.
Проведений аналОз практики застосування пОдходу СБЮ у зарубОжних та впчизняних закладах вищо! освОти дае пОдстави стверджувати про його перспективнОсть та дОевОсть у модернОзацО! системи вичизняно! Онженерно! освгга. Ниш шдхвд СБЮ впроваджуеться у вОтчизняну практику Онженерно! освОти у виглядО Онтегрованих навчальних дисцип-лш гуманггарно-техшчного спрямування, курсових та дипломних проектОв, кейсОв, програм ОндивОдуа-льно! пОдготовки обдарованих студенпв. Це умож-ливлюе засвоення студентами базових професшних знань, а також умшь О навичок науково-дослодно! та ОнновацОйно! дОяльностО через органОзацОю практи-коорОентованого навчання та послОдовне вклю-чення студентОв до рОзних видОв ОнновацОйно! дОяль-ностО з планування, проектування, виготовлення та застосування реальних техшчних об'екпв та систем.
Для штенсифОкацп поширення тдходу СБЮ у впчизняних закладах вищо! освгга необхщним е розроблення вОдповОдних науково-теоретичних засад; розвиток техшчно! та лабораторно! бази практично! пОдготовки майбутнОх ОнженерОв; професОйна пОдготовка та Онтенсивне залучення викладачОв у науково-дослОднО проекти; налагодження тОсно! спОвпрацО унОверситетОв з виробничими компанОями для отримання реальних замовлень на прикладнО
розробки та можливостi впровадження та застосування розроблених студентами техшчних щей i продукпв у виробництвi.
Список використанот лiтератури:
1. Долженко Р. А. Концепция CDIO как основа инженерного образования: промежуточные итоги и направления дальнейшего использования в России. Известия Уральского государственного горного университета. Економiчнi науки. 2017. Вип. 2(46). С.104-108.
2. Дутка Г., Луценко Г. Упровадження CDIO-пiдходу шженерно! освiти в систему пiдготовки майбутшх економiстiв i управлiнцiв. Витоки педа-гогiчно! майстерностi. 2018. Вип. 21. С. 70-73.
3. Левченко О. Г., Полукаров О. I., Головен-кш В. П. Концепцiя формування компетенцш за-безпечення особисто!, професшно! та цивiльно! безпеки у здобувачiв вищо! освiти КП1 iм. 1горя Ci-корського. Проблеми освiти : збiрник наукових праць. ДНУ «1нститут модернiзацi! змiсту освiти». Ки!в, 2018. Вип. 89. С. 171-180.
4. Луценко Г. В. Оргашзацшш аспекти впровадження проектно-орiентованого навчання для студенпв iнженерних спецiальностей. Вiсник Глу-хiвського нацiонального педагогiчного ушверси-тету iменi Олександра Довженка. Педагогiчнi науки. 2017. Вип. 35. С.71-76.
5. Подлесний С., Пери- О. 1нновацшна модель пiдготовки шженерних кадрiв. Вища освiта Укра!ни. 2014. № 2. С. 61-66.
6. Центр розвитку кадрового потенщалу навчального закладу. Конкурс «Педагопчш шновацп СумДУ» : сайт. URL: http:// www.crkp.sumdu.edu.ua/uk/ped-innovations/24-ped-innovations/pedagogical-innovations-2015-2016/39-pidhkid-cdio-u-navchalnomu-protsasi-fakultetu-teset.html (дата звернення: 14.09.2020).
7. Crawley E. F., Brodeur D. R., Soder-holm D. H. The education of future aeronautical engineers: Conceiving, designing, implementing and operating. Journal of Science Education and Technology. 2008. No. 17(2). P. 138-151.
8. Edstrom K., Kolmos A. PBL and CDIO: Complementary models for engineering education development. European Journal of Engineering Education. 2014. Vol. 39(5). Р. 539-555.
9. EURLACE Framework Standards and Guidelines. European Network for Accreditation of Engineering Education : сайт. URL: http:// www.enaee.eu/eurLaceLsystem/eurLaceLframework-Lstandards (дата звернення: 05.09.2020).
10. Rethinking Engineering Education: The CDIO Approach. / Crawley E. F., Malmqvist J., Ostlund S., Brodeur D. R., Edstrom K. 2nd ed. Verlag: Springer, 2014. 240 p.
11. Грпченко А. Г. Вiдбiр змюту професшно! тдготовки вчителя трудового навчання до формування в учшв системи знань сучасного аграрного виробництва. Педагопка i психолопя формування творчо! особистостi: проблеми i пошуки : зб. наук. праць. Запор1жжя. 2009. Вип. 54. С. 94100.
