CC BY
354
И.Д. БЕЛОНОВСКАЯ, профессор А.Я. МЕЛЬНИКОВА, преподаватель
От отечественного профессионального образования требуется сегодня ориентация на прогностические модели будущего инженера, поиск и внедрение новых форм интеграции образования, науки и производства, обеспечивающих формирование инновационного потенциала выпускников.
Практика профессионального образования (Е.Р. Аргунова, М.В. Буланова-Топоркова, А.А. Вербицкий, В.В. Лихолетов, И.Г. Маричев, Е.Н. Мирошниченко, В.С. Мухина, Т.М. Сорокина, Л.Д. Столяренко, Г.П. Щедровицкий) уже показала, что инженерные игры формируют у студентов новые инженерные знания, интеллектуальные и практические умения, дают опыт творческой деятельности, ценностного отношения к профессии. Исследователями выявлены абстрагирующие, моделирующие, имитационные, креативные, инновационные и аксиологические свойства инженерных игр, определяющие их продуктивность. В то же время до сих пор недостаточно изученными остаются вопросы методологического обоснования отбора содержания инженерных игр, их структурирования, сценирования, комплексной реализации, оценки результативности, систематического использования и условий продуктивности в учебном процессе.
В ходе исследования нами было уточнено базовое определение инновационного потенциала будущих специалистов. Это профессионально-личностное качество, включающее совокупность инновационных знаний, умений и отношений, определяющих готовность личности использовать новую
Инженерные игры в педагогической практике
междисциплинарную информацию, выдвигать конкурентоспособные идеи, создавать инновационные инженерные проекты, применять новую технику и технологии, находить решение нестандартных задач.
Инновационный потенциал инженера может быть структурирован в виде групп умений, знаний и отношений, которые целесообразно интегрировать в следующие функциональные блоки: когнитивный (когнитивные, аналитические, проектировочные, исследовательские), операциональный (практические, адаптивные, профессионально-коммуникативные, профессионального взаимодействия), бизнес-компонент (экономико-управленческие).
На основе анализа профессиональных стандартов, нормативных квалификационных документов и проектов компетенций выпускников в исследовании конкретизирована следующая триада приоритетных инновационных компетенций, определяющих наличие инновационного потенциала будущих специалистов.
К приоритетным инновационным знаниям могут быть отнесены знания методов инженерного проектирования и инновационных инженерных исследований, реальной практической инновационной инженерной деятельности; проектного менеджмента, практики ведения бизнеса, иностранных языков профессионального делового общения.
К приоритетным инновационным умениям - способность выполнять инновационные инженерные проекты с применением оригинальных методов проектирования, проводить инновационные инженерные исследования, создавать и использовать оборудование, инструменты и технологии для ведения практической инновационной инженерной деятельности, разрабатывать бизнес-проекты, осуществлять коммуникацию в профессиональной среде (в том числе на иностранном языке).
К приоритетным инновационным отношениям - признание ценности человеческого труда, стремление к внедрению и коммерциализации результатов инновационной инженерной деятельности, а также к реализации личных инновационных идей и проектов, к стабильному профессиональному развитию и карьерному росту.
Формирование инновационных знаний, умений и отношений в практике высшей школы опирается на интеграцию образования и регионального производства, а также на внедрение активных методов обучения. Среди них в инженерном образовании все более
актуальными становятся игровые методики в силу подобия процессов инновационной и игровой деятельности (А.А. Вербицкий, П.И. Пидкасистый, Г.П. Щедровицкий, Д.Б. Эльконин, З.С. Сазонова, А.И. Чучалин ).
Нами проанализирован опыт профессионально-ориентированных игр, проводимых в вузах и на производстве. Так, в зарубежных исследованиях рассмотрены игры, сочетающие моделирование с состязательностью; ролевые учебные игры и игра-драматизация в сочетании с эмоциональной рефлексией; игры по комплексному анализу естественнонаучных и технических проблем в сложном социально-экономическом контексте; сочетание учебной игры с направляемой (структурированной) дискуссией; имитационная игра с усиленным ролевым компонентом. Также был проанализирован отечественный опыт использования профессионально-ориентированных игр в учебном процессе: организационно-деятельностные игры (Г.П. Щедровицкий); инженерные деловые игры (А.А. Вербицкий); медицинские игры (С.А. Мухина,
А.А. Соловьева); экономические игры (И.М. Сыроежкин); деловые игры в сфере управления производством (А.И. Кравченко и И.О. Тюрина).
Мы предлагаем следующее определение инженерной игры. Это вид профессионально-ориентированной игры, который:
■ воспроизводит способы решения инженерных задач,
■ имитирует инженерную деятельность,
■ моделирует систему производственных отношений,
■ является педагогическим средством формирования инновационного потенциала будущих специалистов.
Проведение инженерной игры представляет собой развертывание условных ситуаций инженерной деятельности с целью усвоения профессионального опыта и развития профессионализма, приобретения инновационных инженерных знаний, умений и отношений.
Инженерная игра имеет следующие функции:
■ мотивационную (инженерная игра создает мотив инновационной деятельности);
■ образовательную (студенты в период подготовки и в ходе игры приобретают ранее незнакомую им информацию и знания об инновациях);
■ развивающую (в ходе инженерных игр развивается гибкость ума и поведения, внимание и творческие способности, совершенствуются организаторские качества);
■ обучающую (обучение инновационным умениям в ходе инженерной игры).
Структура команды может быть различной в зависимости от замысла игры. В некоторых инженерных играх участники команды совместно и последовательно решают возникающие вопросы, но возможен вариант, когда каждый игрок выполняет только опре-
деленные функциональные обязанности. Игротехник осуществляет подготовку к игре, управляет ею, подводит итог и оценивает каждого участника. Его действия влияют не только на психологическую атмосферу, но и на результативность работы участников. Эксперты назначаются для оценки действий команд. Обычно эта роль отводится наиболее успевающим студентам, а также специалистам базовых предприятий. Эксперты могут быть как судьями, так и генераторами идей: они оценивают активность действий участников, фиксируют рациональные приемы игроков, предложенные идеи и технологии их реализации.
Инженерная игра осуществляется в несколько этапов.
1 этап - подготовительный. На нем определяется тема игры, формулируются цели и задачи, создается сценарий, определяются правила, разрабатывается система критериев оценок инновационных результатов и показатели для оценки игровых действий, распределяются роли между участниками.
2 этап - игровой, на котором начинается практическое вхождение участников в игру (установка) и проигрывается сценарий.
3 этап - финальный. В его ходе обсуждаются и подводятся итоги игры на основе оценок группы экспертов. Как правило, показателями игрового результата являются правильность принимаемых инновационных инженерных решений, минимум ошибок, быстрота выполнения задания.
4 этап - оценочный. Он посвящен индивидуально-психологическому тестированию участников игры. Результаты тестирования представляются в виде сводных характеристик и рекомендаций участникам.
Реализация основных этапов инженерной игры на конкретных примерах представлена в табл. 1.
Таблица 1
Т ехнология реализации основных этапов инженерных игр
Название этапов Игра «Металлическая ферма» Игра «Выполнение срочного заказа»
Подготовительный - участие преподавателя в производственной ситуации в ОАО «Стройтрансгаз»; - консультация со специалистами ОАО «Стройтрансгаз»; - сценирование игры; - подготовка макета металлической фермы вместе со студентами в строительной лаборатории филиала; - подготовка типовых форм договора поставки, экспертного заключения и претензии; - распределение ролей. - прохождение производственной практики в МУП «Стройиндустрия»; - сценирование игры; - обсуждение с директором МУП «Стройиндустрия» сценария игры; - разделение студентов на две группы.
Игровой - установка на игру; - генподрядчик осуществляет заказ у субподрядчика; - приглашение экспертной организации; - претензия генподрядчика к субподрядчику. - установка на игру; - расчет конструкции плиты; - подбор состава бетона; - расчет себестоимости плиты.
Финальный - поэтапная оценка экспертов всех участников игры; - обсуждение замечаний экспертов; - рекомендации. - поэтапная оценка экспертов обеих команд; - обсуждение; - директор вместе с экспертами объявляет команду-победителя; - рекомендации.
Оценочный - тест «Ваш творческий потенциал» - тест «Компетентность и аналитичность мышления».
Нами разработана структурно-процессуальная модель реализации инженерных игр как педагогическое средство формирования инновационного потенциала будущих специалистов (представлена на рис. 1). Эта модель отражает цель, задачи, принципы, условия и предполагаемый результат процесса. Ее структура включает как составляющие комплекса инженерных игр, так и организационно-педагогические условия их реализации. Она раскрывается во взаимосвязи различных блоков модели (целевого, содержательного, блока условий, процессуального и результативного), устанавливая соответствие между разными аспектами игр и компонентами инновационного потенциала. Процессуальный план отображает взаимосвязан-
ные процессы реализации комплекса инженерных игр и формирования инновационного потенциала у будущих специалистов.
Нами установлено, что наибольший эффект инженерные игры приносят при их комплексном использовании, а самым эффективным является сочетание и поэтапное внедрение дидактических, ролевых и деловых инженерных игр [1]. Мы проводили опытно-поисковую работу по внедрению и оценке результативности инженерных игр в Кумертауском филиале, Бузулукском гуманитарно-технологическом институте (филиале), Уфимском филиале ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет», Оренбургском филиале Всемирного технологического университета, а также на фе-
Цель - формирование инновационного потенциала будущих специалистов
Задачи: разработать конкретное содержание комплекса инженерных игр; выявить критерии и показатели для определения уровня сформированности инновационного потенциала будущего специалиста; внедрить комплекс инженерных игр.
Принципы: инновационность, системность, регионализация, связь обучения с жизнью и производственной практикой, научность.
Интегративный
подход
Содержательный блок Инновационный потенциал будущего специалиста:
Профессиональный компонент Творческий компонент Бизнес компонент
♦ ♦ А
Инженерные игры
Комплекс инженерных игр —И Учебный процесс
Блок условий Содержание инженерных игр Структура инженерных игр Ход инженерной игры Оценка инженерной игры Результат игры 1. Основы образовательной программы инженерной подготовки. 2. Этапы формирования инновационного потен-
3. Инновационное производство. 4. Инновационная инженерная деятельность. 5..Региональная специфика производства.
£
£
й
ы
н
А
о
р
К
Преобладание
дидактических
игр
Преобладание ролевых игр
Преобладание деловых игр
Формирующий этап: творческое использование инновационных знаний и навыков в инженерной деятельности; осознание не только цели, но и мотивов выбора способов ее достижения.
Ориентационный этап: осознание цели действия и поиски способов его выполнения, опирающихся на ранее приобретенные знания и навыки. Инженерная деятельность выполняется путем проб и ошибок.
Установочный этап: ряд высокоразвитых, но узких инновационных умений, необходимых в инженерной деятельности.
Результативный блок Результат: повышение инновационного потенциала будущих специалистов
Уровни: - высокий, - средний, - низкий. Критерии: полнота, обобщенность и действенность инновационных знаний, умений и отношений. Показатели: сформированность инновационного потенциала на основе инновационных знаний, умений и отношений.
Рис. 1. Структурно-процессуальная модель реализации инженерных игр как педагогическое средство формирования инновационного потенциала будущих специалистов
деральной экспериментальной площадке Минобразования РФ «Интегрированная образовательная система «колледж-вуз» (Оренбургский государственный университет) и Республиканской экспериментальной площадке «Инновационные формы и методы личностно-ориентированного обучения и построение модели конкурентоспособного специалиста» (республика Башкортостан).
Опытно-поисковая работа проводилась в три этапа: констатирующий, формирующий и контролирующий. Констатирующий этап позволил определить исходный уровень инновационного потенциала у будущих специалистов. На формирующем этапе осуществлялась проверка организационнопедагогических условий его дальнейшего формирования. Контролирующий этап заключался в оценке достигнутого уровня инновационного потенциала будущих специалистов.
В опытно-поисковой работе участвовало 536 студентов вузов и колледжей. В 2005/2006 учебном году были сформированы контрольные группы из студентов, обучающихся по специальностям «Городское строительство и хозяйство» и «Автомобили и автомобильное хозяйство», а также две экспериментальные группы студентов, обучающихся по специальностям «Производство строительных материалов, изделий и конструкций» и «Электроснабжение», в которых реализовывалась модель формирования инновационного потенциала будущих специалистов. После проведения комплекса инженерных игр в этих группах определялся уровень сформированности инновационного потенциала в соответствии с разработанными критериями. В 2006/2007 учебном году реализация модели была повторена на следующем потоке студентов тех же специальностей. В обоих случаях зафик-
сирован существенный рост инновационного потенциала в экспериментальных группах.
В ходе работы были определены критерии и показатели сформирован-ности инновационного потенциала, создана и применена система оценивания, включающая тестовый контроль, анкетирование, экспресс-оценку выполнения заданий в инженерной игре, игровые методы оценки инновационных знаний, умений и отношений специалиста(«центр-оценка»,«круго-вая оценка»).
На констатирующем этапе использовались следующие оценочные средства: тест коммуникативных умений Л. Михельсона, диагностика привлекательности труда В.М. Снеткова, «Общий тест управленческих способностей » Е.М. Борисовой, Г.П. Логиновой, М.О. Мдивани, «Карта интересов» А.Е. Голомштока, опросник Л. Йовайш, тест «Стремление к творческой деятельности» Ю.М. Орлова, тест «Можете ли вы быть предпринимателем?», тест предпринимательских способностей Т. Матвеевой.
На формирующем этапе на основе дисциплин «Материаловедение» и «Технология конструкционных материалов» в учебный процесс был последовательно внедрен комплекс инженерных игр. На ориентационном этапе проводились дидактические игры, на установочном - ролевые, на формирующем - деловые. Содержание игр определялось в соответствии с учебными целями, этапами формирования компонентов инновационного потенциала, моделируемой инженерной деятельностью, инженерной инноватикой и региональной спецификой базовых предприятий.
Цикл дидактических игр моделировал исследовательскую работу и профессионально-коммуникативную деятельность инженера, включая такие
игры, как «Собери микроструктуру», «Запомни понятия», «Диаграмма состояния», «Аутсайдер», а также исследовательские лабораторные работы (например, «Макро- и микроскопический методы исследования металлов и сплавов», «Испытание металлов на твердость»). Для воспроизведения значимых условий принятия инновационного решения использовался набор макро- и микрошлифов металлов; образцы строительных материалов; металлографический микроскоп; карточки для лабораторных работ; характеристики инновационных материалов по данным Bell Labs Бостонского колледжа; комплект документов International Technology Roadmap for Semiconductors. Промышленная среда была представлена фотографиями, документами, паспортами и прайсами предприятий города. Содержание дидактических игр было направлено на распознавание, сравнение, характеристику, раскрытие понятий, обоснование и применение инновационных знаний.
Цикл ролевых игр - это средство моделирования проектировочной и производственной деятельности инженера. В него вошли игры «Металлическая ферма», «Патентование - важное знание для инженера», «Интернет - источник инноваций» и др. В ходе игр решались инновационные задачи, связанные с освоением ролей генподрядчика, субподрядчика, экспертной организации, экспертов, директора совместного предприятия, а также специфических ролей регионального производства. Во время игры воспроизводились такие значимые условия, как географическое расположение нового объекта (экскурсия, фотографии, описание), наличие производственного оборудования и средств его обслуживания (сварочные аппараты, трансформаторы, горелки). Содержание
ролевых игр отражало не только проблемы профессиональной инновационной деятельности, но и выбор личного поведения в различных производственных ситуациях.
Цикл деловых игр моделирует экономико-управленческую деятельность инженера. Его содержание было разработано совместно со специалистами предприятий региона, а сами деловые игры (например, «Проект кабельной линии», «Выполнение срочного заказа», «Экстренное совещание») проводились во время производственной практики. Для воспроизведения значимых условий принятия производственного инновационного решения были использованы оборудование, помещения, лаборатории, цеха, технологии и специальная литература предприятия.
Результаты исследования позволяют сделать следующие выводы.
1. Внедрение в учебный процесс структурно-процессуальной модели реализации инженерных игр обеспечивает повышение уровня инновационного потенциала у будущих специалистов.
2. Поэтапное формирование инновационного потенциала специалиста позволяет обеспечить его готовность использовать новую междисциплинарную информацию; выдвигать конкурентоспособные идеи; создавать инновационные инженерные проекты; применять новую технику и технологии; находить способы решения нестандартных задач.
3. Специфика реализации инженерных игр определяется педагогическими и игровыми целями, мотивацией участия в игре, предметом игры, ее сценарием, определением состава участников, их ролей и функций, установленными правилами и системой оценивания.
4. Основные условия реализации,
структура и содержание комплекса инженерных игр (дидактические, ролевые и деловые) определяются этапами формирования инновационного потенциала будущих специалистов (ориентационный, установочный, формирующий) и учебными целями.
5. Реализация в педагогической практике высшей школы разработанного комплекса инженерных игр и его методического сопровождения позволяет задавать предметный, творческий, инновационный контексты будущей профессиональной деятельности студентов и создавать оптимальные условия для формирования их инновационного потенциала.
Литература
1. См.: Белоновская И.Д., Мельникова А.Я. Инженерные игры в теории и практике профессионального образования. М., 2008; Белоновская И.Д. Формирование профессиональной компетентности специалиста: региональный опыт. М., 2005; Белоновская И.Д. Инженерная компетентность специалиста: теория и практика формирования. М., 2005; Белоновская И.Д., Мельникова А.Я. Становление профессионального образования и инновационные педагогические технологии в филиале университета // История науки и техники. 2006. №5; Мельникова А.Я. Мультимедийные лекции. Материаловедение (традиции и инновации). Кумертау, 2008.
