CC BY
8
ИННОВАЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ СОВРЕМЕННОГО ОБРАЗОВАНИЯ INNOVATIONS AND TECHNOLOGIES OF MODERN EDUCATION
УДК/UDC 378
С. В. Чугунова, Л. П. Овчинникова, В. Н. Михелькевич S. Chugunova, L. Ovchinnikova, V. Mikhel'kevich
КОМПЕТЕНТНО-МОДУЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ У СТУДЕНТОВ ТРАНСПОРТНОГО ВУЗА ГОТОВНОСТИ К ИННОВАЦИОННОЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
COMPETENCE-MODULE TECHNOLOGY OF BUILDING READINESS OF TRANSPORT UNIVERSITY STUDENTS FOR INNOVATIVE PROFESSIONAL ACTIVITY
Введение. В статье представлены результаты научных исследований по разработке и практической реализации компетентностно-модульной технологии формирования у студентов транспортного вуза готовности к инновационной профессиональной деятельности. Целью данного исследования является повышение качества профессиональной подготовки и конкурентоспособности на рынке труда выпускников транспортного вуза за счет их упреждающей подготовки к инновационной профессиональной деятельности.
Методология. В процессе исследования авторами были использованы базовое положение теории проектирования педагогических систем и образовательных технологий, а также методы системного анализа, многопараметрической оптимизации и компаративного анализа.
Результаты. В статье дается авторское определение понятия готовности студентов транспортного вуза к инновационной профессиональной деятель-
ности. В целостной структуре феномена готовности содержится 8 когнитивно-деятельностных компонентов, начиная с готовности студента выполнять патентные исследования по поиску аналогов и прототипа разрабатываемого инновационного технического объекта или технологии и заканчивая его готовностью составлять и оформлять аргументированные технические отчеты и компьютерные презентации. Компетентностно-модульная технология формирования у студентов готовности к инновационной профессиональной деятельности представляет собой совокупность из восьми последовательно и преемственно реализуемых технологических операций и процедур по формированию локальных когнитивно-деятельностных компонентов готовности. Учебно-методический контент, обеспечивающий и поддерживающий реализацию компетентностно-модульной технологии формирования у студентов готовности к инновационной профессиональной деятельности, содержит также восемь учебных модулей, формиру-
ющих соответствующие когнитивно-деятельностные компоненты готовности.
Заключение. Рассматриваемая компетентностно-модульная технология формирования у студентов готовности к инновационной профессиональной деятельности апробирована и внедрена в учебный процесс, а эффективность и целесообразность ее использования подтверждены результатами опытно-экспериментальных исследований.
Introduction. The article presents the results of scientific research concerning the development and implementation of the competence-module technology aimed at building readiness of transport university students for innovative professional activity. The goal is to improve the quality of vocational training and enhance graduates' competitiveness in the labor market through pre-emptive training for innovative professional activity.
Methodology. The research is based on fundamental concepts of designing pedagogical systems and educational technologies as well as the methods of systems analysis, multiparametric optimization and comparative analysis.
The results. The paper gives an authors' definition of transport university students' readiness for innovative professional activity. The holistic structure of readiness as a phenomenon contains eight cognitive and action-related components ranging from students' readiness to carry out patent research on analogue and prototype of an innovative technical object/technology under development to their readiness for submitting well-founded technical reports and computer presentations. The suggested competence-module technology is a combination of eight technological operations and procedures aimed at forming cognitive and action-related components of readiness, which are to be realized both consistently and continuously. The educational and methodological content providing and supporting realization of the competence-module technology aimed at building students' readiness for innovative professional activity contains eight educational modules focused on developing relevant cognitive and action-related components of readiness.
The conclusions. The competence-module technology aimed at building students' readiness for innovative professional activity has been tested and introduced into the learning process; its effectiveness and usefulness have been confirmed by pilot studies.
Ключевые слова: студенты, готовность к инновационной профессиональной деятельности, учебный модуль, когнитивно-деятельностный компонент.
Keywords: students, readiness for innovative professional activity, learning module, cognitive and action-related component.
Введение
Кадровые службы предприятий и учреждений железнодорожного транспорта при конкурсном приеме на работу выпускников транспортных вузов уделяют большое внимание их готовности к инновационной профессиональной деятельности. Справедливость и правомерность этих требований обусловлены тем, что инновационная деятельность инженерно-технических специалистов проектно-конструкторских и научно-исследовательских учреждений промышленных предприятий является доминирующим фактором развития и становления отечественной инновационной экономики, основанной на новейших научных и инженерных знаниях, неисчерпаемым ресурсом создания наукоемких и высокотехнологических и технических, в том числе транспортных, средств, конкурентоспособных на мировых рынках. Учитывая эти прогрессивные тенденции, некоторые технические университеты начали осуществлять упреждающую подготовку своих выпускников к творческой и изобретательской инженерной деятельности [5-7; 11].
Проблема исследования состоит в устранении возникшего социально-дидактического противоречия между назревшей потребностью в упреждающей подготовке студентов транспортного вуза к инновационной профессиональной деятельности и отсутствием теоретико-методологической базы по проектированию педагогической технологии формирования у студентов готовности к этому виду интеллектуальной деятельности.
Методология
В ходе исследования авторы опирались на базовые теоретико-метологические положения (Н. В. Бордов-ская, Ф. В. Гречников, Н. И. Наумкин, В. М. Радомский) педагогической науки по проблемам развития инновационных процессов, проектирования и анализа образовательных технологий и использовали методы многопараметрической оптимизации и компаративного анализа.
Опыт подготовки студентов к инновационной профессиональной деятельности накоплен и в Самарском государственном университете путей сообщения, одному из аспектов которого, а именно технологии формирования готовности студентов к инновационной профессиональной деятельности, посвящена данная статья.
Результаты
В данной работе под готовностью выпускника транспортного вуза к инновационной профессиональной деятельности понимается многокомпонентная интегративная совокупность его профессиональных компетенций и личностных, профессионально значимых качеств, адекватно отражающих его способность на основе приобретенных знаний, умений и практических навыков:
- выполнять патентное исследование, находить аналоги и прототипы разрабатываемых новых или усовершенствуемых существующих объектов и технологий транспортной инфраструктуры;
- выявлять технические противоречия между научно-техническим уровнем конструкторско-техно-логических решений аналогов, прототипов и уровнем конструкторско-технологического решения вновь разрабатываемого или усовершенствуемого высокотехнологического, наукоемкого транспортного объекта и на их основе сформулировать проблему инженерной разработки;
- использовать методы функционально-стоимостного и функционально-ресурсного анализа прототипов разрабатываемых инновационных транспортных объектов для выявления конструкторско-технологических элементов и операций, требующих их замены или улучшения параметров на пути создания нового наукоемкого и конкурентоспособного объекта;
- использовать типовые эвристические приемы для поиска новых идей и рациональных проектно-конструкторских решений по проектированию и созданию инновационного наукоемкого и конкурентоспособного объекта;
- быть модератором или активным участником группового поиска новых идей и рациональных конструкторско-технологических решений с использованием методов мозгового штурма, синектики, ситуативных игр, анализа конкретных ситуаций;
- использовать методы морфологического синтеза и анализа для поиска оптимальных решений по форме, габаритам деталей и узлов разрабатываемых инновационных объектов, видам их сочленения и материалам изготовления;
- в рамках правовой защиты создаваемых объектов интеллектуальной собственности: составлять заявки на получение патентов на изобретения, полезные модели, промышленные образцы; авторских свидетельств на компьютерные программы и базы дан-ныхЭВМ;
- составлять и оформлять аргументированные и эффективные отчеты по презентационно выполнен-
ным инновационным инжиниринговым и реинжиниринговым разработкам.
Формирование готовности студентов к профессиональной инновационной деятельности происходит при перманентном выполнении ими различных видов практико-ориентированной учебно-познавательной деятельности. Такими видами учебно-познавательной деятельности являются:
1) выполняемые студентами на практических занятиях по учебным дисциплинам общепрофессионального и профессионального циклов аналитические задачи и расчетно-графические работы;
2) выполнение лабораторных работ по учебным дисциплинам и междисциплинарных экспериментально-исследовательских работ;
3) внеаудиторная самостоятельная работа студентов по решению аналитических задач и расчетно-гра-фические работы по общепрофессиональным и профессиональным дисциплинам;
4) выполнение курсовых и дипломных практико-ориентированных проектов;
5) практические работы во время производственных практик на предприятиях транспортной отрасли по освоению когнитивно-деятельностных компонентов готовности к инновационной профессиональной деятельности.
Вышеперечисленные виды учебно-познавательной деятельности являются дидактической базой компетентностно-модульной технологии формирования готовности студентов к инновационной профессиональной деятельности [2; 11; 13].
Компетентностно-модульная технология формирования готовности студентов к инновационной профессиональной деятельности содержит в своей структуре восемь взаимосвязанных между собой умственных и мануальных действий, операций и процедур по формированию соответствующих когнитивно-дея-тельностных компонентов готовности. Когнитивно-деятельностные компоненты готовности формируются на основе освоенных соответствующих конкретному модулю знаний и умений.
Учебно-методический контент, обеспечивающий и поддерживающий реализацию компетентностно-модульной технологии формирования у студентов готовности к инновационной профессиональной деятельности, содержит также восемь учебных модулей с соответствующими когнитивно-деятельностными компонентами [10].
Первый учебный модуль готовности отражает деятельность студентов по поиску аналогов и прототипа разрабатываемых новых или усовершенствуемых
существующих объектов и технологий транспортной инфраструктуры при выполнении курсовых и дипломных проектов.
Интегративной целью второго учебного модуля готовности студентов к инновационной профессиональной деятельности является выявление технических противоречий между возросшими требованиями к качественным характеристикам и параметрам создаваемого путем конструкторско-технологических исполнений транспортного объекта (п+1-го) поколения и качественными характеристиками и параметрами конструкторско-технологического исполнения прототипа - технического объекта п-го поколения и формирование на их основе проблемы научно-инженерной разработки по устранению выявленных противоречий. Этот вид проектной учебно-познавательной деятельности является обязательным в процессе выполнения студентами курсовых и дипломных практико-ориентированных проектов [12].
Третий учебный модуль ориентирован на формирование готовности студентов к использованию функционально-стоимостного и функционально-ресурсного анализа для оценивания технического объекта - прототипа (п-го) поколения с целью выявления конструктивно-технических элементов, деталей или узлов, из-за которых он утратил свою конкурентоспособность, и нахождения конструкторско-технологических узлов, деталей и элементов, требующих или их полной замены, или кардинального усовершенствования для обеспечения создаваемому инновационному техническому объекту (п+1-го поколения высокой конкурентоспособности. Функционально-стоимостный анализ позволяет анализировать и оценивать функции технического объекта по одному, крайне важному для определения его конкурентоспособности критерию, а именно по критерию «качество - стоимость». Метод функционально-ресурсного анализа позволяет с использованием специализированных средств компьютерной программы [15] проводить анализ одновременно по нескольким критериям. Акцентируем внимание, что метод функционально-стоимостного анализа - это метод активной технико-экономической диагностики и разработки инновационных технических объектов, это метод системного исследования функций объекта и его структурных компонентов, направленный на минимизацию затрат / стоимости в сферах проектирования, производства и эксплуатации при максимальных показателях качества по критериям, обеспечивающим его конкурентоспособность. Существенно, что при проведении многокритериального функционально-
ресурсного анализа при оценивании функций элементов, узлов и деталей технического объекта (прототипа) могут приниматься, кроме стоимости, эргономические и экологические характеристики, прочность, массо-габариты и другие параметры.
Целью четвертого учебного модуля является формирование готовности генерировать и выявлять инновационные идеи и рациональные конструкторско-технологические решения с использованием типовых эвристических приемов и списков контрольных вопросов в ходе практико-ориентированных курсовых и дипломных проектов [1; 14]. В отечественной проектно-конструкторской и изобретательской практике в большинстве случаев используются типовые эвристические приемы поиска идей (разработчик Г. С. Альтшуллер) [1], и поэтому рекомендуется для использования в учебном процессе. Эффективность их применения обусловлена тем, что они аккумулируют в себе богатый интеллектуальный и творческий опыт отечественных и зарубежных ученых, инженеров и изобретателей, почерпнутый из десятков тысяч патентов на изобретения технических устройств и способов их изготовления. Следует отметить, что типовые / универсальные эвристические приемы не дают однозначных конкретных решений проблемы, однако помогают найти кратчайший путь к ее оптимальному решению.
Пятый учебный модуль ориентирован на формирование у студентов способности генерирования и поиска инновационных идей по созданию наукоемких и высокотехнологических транспортных объектов с использованием групповых методов мозгового штурма и анализа конкретных ситуаций (кейс-стади), при этом студент должен научиться принимать участие в сеансах мозгового штурма, где он должен освоить не только навыки активного участника сеанса, но и модератора сеанса мозгового штурма.
Метод мозгового штурма нашел применение в технических вузах не только в проектной инжиниринговой деятельности студентов, но и при изучении ими учебных дисциплин по менеджменту, экономике, социологии, а метод анализа конкретных ситуаций, напротив, пришел из менеджмента и успешно используется в групповых исследовательских проектах для поиска рациональных конструкторско-технологических решений. При использовании этого метода студенты знакомятся с проблемой, обычно предложенной в форме письменного кейса, затем анализируют ее в малых группах с использованием эвристических приемов, а полученные предварительные решения подвергают многопараметрическому ана-
лизу и по его результатам принимают наиболее оптимальное решение [4].
Формирование готовности студентов к выбору оптимальных решений по форме, габаритам деталей, узлов и элементов, видам их сочленения и материалов, из которых они будут изготовлены, на основе использования метода морфологического синтеза-анализа реализуется в шестом учебном модуле. Процедуры синтеза-анализа выполняются в два этапа: на первом этапе студент синтезирует морфологическую матрицу, в структуре которой по горизонтальной оси размещаются доминирующие признаки технического объекта с учетом закономерностей его строения, по вертикальной - возможные варианты их практической реализации. На втором этапе творческой разработки из этой матрицы выбираются два-три квазиоптимальных варианта, и путем многопараметрического анализа определяется оптимальный вариант по заранее установленному интегральному критерию. Успешности выбора благоприятствуют позитивные психолого-педагогические эффекты, проявляющиеся при активном использовании многовариантной матрицы, активизирующие гибкость ума пользователя и выводящие его творческое мышление за границы зоны очевидных решений.
Многие инженеры, работающие на предприятиях железнодорожного транспорта, в отраслевых конструкторско-технологических и научно-исследовательских учреждениях, при рационализации и усовершенствовании эксплуатируемых или проектируемых технических средств и технологий в процессе инновационной деятельности создают объекты интеллектуальной собственности. Аналогичная ситуация имеет место и в студенческой творческой среде. Студенты, выполняя практико-ориентированные научные исследования и выпускные квалификационные работы, находят такие конструкторско-технологические решения, которые обладают новизной, промышленной полезностью и предположительным изобретательским уровнем [9; 11] и имеют возможность быть признанным объектом интеллектуальной собственности. Поэтому седьмой учебный модуль направлен на формирование у студентов навыков оформления заявок на правовую защиту разработанных инновационных объектов интеллектуальной собственности. Эти навыки они приобретают в процессе составления макетов заявок на получение патентов на изобретение или полезные модели. Многие из студентов во время выполнения курсовых и дипломных проектов, индивидуальных творческих заданий разрабатывают оригинальные прикладные компьютерные программы
и базы данных для ЭВМ. Эти компьютерные программы могут быть также признаны объектами интеллектуальной собственности, с этой целью студенты -разработчики компьютерных программ - оформляют заявки на получение авторских свидетельств по установленным правилам и типовой форме [3].
Целью завершающего восьмого учебного модуля является формирование умений по составлению и оформлению аргументированных технических отчетов и впечатляющих компьютерных презентаций по инновационным наукоемким и высокотехнологичным конструкторским разработкам. Необходимость и целесообразность освоения студентами этого компонента готовности обусловлено тем, что в процессе составления отчетов и презентаций у них развиваются такие профессионально значимые качества, как аккуратность, ответственность, нацеленность на результат [8].
Многоуровневый характер содержания модулей и формируемых навыков деятельности создает синергетический эффект и обеспечивает высокую эффективность компетентностно-модульной технологии. Существенным преимуществом рассматриваемой компетентностно-модульной технологии формирования готовности студентов к инновационной профессиональной деятельности, что она реализуется в рамках действующего учебного плана и включенных в него учебных дисциплин и видов учебно-познавательной деятельности [13].
Заключение
1. Разработаны теоретико-методологические основы проектирования и практической реализации компетентностно-модульной технологии формирования у студентов транспортного вуза готовности к инновационной профессиональной деятельности.
2. Компетентностно-модульная технология формирования у студентов транспортного вуза готовности к инновационной профессиональной деятельности представляет собой совокупность из последовательно и преемственно реализуемых психодидактических операций и процедур по формированию соответствующих когнитивно-деятельностных компонентов готовности.
Литература
1. Альтшуллер Г С. Найти идею. Введение в ТРИЗ - теорию
решения изобретательских задач. М., 2020. 402 с.
2. Современные образовательные технологии / под ред.
Н. В. Бордовской. М., 2016. 432 с.
3. Галицков С. Я., Михелькевич В. Н., Малахова Н. Г. Технология
подготовки заявок на получение патентов на изобретение/
полезные модели и свидетельства на программы для ЭВМ. Самара, 2017. 212 с.
4. Герасимов Б. Н. Интенсивные образовательные технологии. Самара, 2009. 480 с.
5. Гладун А. Д. Миссия современного педагога // Физическое образование в вузах. 2014. Т. 20, № 4. С. 5-7.
6. Голошумова Г С., Красновский Д. И. Роль профессионального образования в инновационном экономическом развитии общества // Качество высшего и профессионального образования в постиндустриальную эпоху: сущность, обеспечение, проблемы : материалы 10 Междунар. науч.-прак. конф. Казань, 2016. С. 326-330.
7. Гречников Ф. В., Клентак Л. С. Инновационный подход к повышению уровня подготовки инженерных кадров // Актуальные проблемы гуманитарных и социально-экономических наук. 2019. Т. 13, № 9. С. 32-38.
8. Ильин Е. П. Психология творчества, креативности, одаренности. СПб., 2013. 443 с.
9. Кравцов П. Г., Михелькевич В. Н. Традиции и инновации в оценивании результатов функционально-ориентированной подготовки выпускников технических вузов // Новая стратегия оценивания учебной деятельности : сб. науч. ст. Самара, 2016. С. 343-348.
10. Михелькевич В. Н., Овчинникова Л. П. Учебный модуль -конструктор самоуправляемой дидактической системы формирования предметных компетенций // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Психолого-педагогические науки. 2011. № 1 (15). С. 83-88.
11. Михелькевич В. Н., Кравцов П. Г Комплексная оценка готовности выпускников магистратуры к профессиональной деятельности // Самарский научный вестник. 2016. № 2 (15). С. 171-176.
12. Наумкин Н. И., Кильмяшкин Е. А., Князьков А. С. Многоуровневая подготовка студентов технических вузов к инновационной инженерной деятельности с использование технологий быстрого прототипирования // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2018. № 4 (70). С. 128-137.
13. Овчинникова Л. П. Концепция и технологии профессиональной подготовки специалиста железнодорожного транспорта в вузе : автореф. дис. ... д-ра пед. наук. Самара, 2014.
14. Овчинникова Л. П., Чугунова С. В. Поиск инновационных (наукоемких конструкторско-технологических решений с использованием списков контрольных вопросов // Наука и образование транспорту. 2018. Т. 2. С. 280-282.
15. Радомский В. М. Методы активизации творческого воображения как средство повышения качества управления подготовкой студентов к инновационной деятельности // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре. Строительные технологии. Самара, 2018. С. 509-514.
References
1. Altshuller G. S. Najti ideyu. Vvedenie v TRIZ - teoriyu resheniya izobretatel'skih zadach [Find an idea. Introduction to TRIZ - the theory of solving inventive problems]. Moscow, 2020, 402 p. (In Russian).
2. Sovremennye obrazovatel'nye tekhnologii [Current educational technologies]. Ed. N. V. Bordovskaya. Moscow, 2016, 432 p. (In Russian).
3. Galitskov S. Ya., Mikhelkevich V. N., Malakhova N. G. Tekhnologiya podgotovki zayavok na poluchenie patentov na izobretenie/ poleznye modeli i svidetel'stva na programmy dlya EVM [Technology for the preparation of invention patent applications/ use models and certificates for computer programs]. Samara, 2017, 212 p. (In Russian).
4. Gerasimov B. N. Intensivnye obrazovatel'nye tekhnologii [Intensive educational technologies]. Samara, 2009, 480 p. (In Russian).
5. Gladun A. D. Missiya sovremennogo pedagoga [The Mission of the Modern Teacher]. Physics in Higher Education, 2014, vol. 20, no. 4, pp. 5-7. (In Russian).
6. Goloshumova G. S., Krasnovskiy D. I. Rol' professional'nogo obrazovaniya v innovacionnom ekonomicheskom razvitii obshchestva [The role of professional education in the innovative economic development of society]. Quality of higher and vocational training in the post-industrial era: essence, provisions, problems. Proceedings of the 10th International Scientific Practical Conference. Kazan, 2016, pp. 326-330. (In Russian).
7. Grechnikov F. V., Klentak L. S. Innovacionnyj podhod k povysheniyu urovnya podgotovki inzhenernyh kadrov [Innovative approach to increasing the level of training of engineering personnel]. Current Problems of the Humanities and Socio-Economic Sciences, 2019, vol. 13, no. 9, pp. 32-38. (In Russian).
8. Ilyin E. P. Psihologiya tvorchestva, kreativnosti, odarennosti [Psychology of creativity and talent]. St. Petersburg, 2013, 443 p. (In Russian).
9. Kravtsov P. G., Mikhel'kevich V. N. Tradicii i innovacii v ocenivanii rezul'tatov funkcional'no-orientirovannoj podgotovki vypusknikov tekhnicheskih vuzov [Traditions and innovations in assessing function-oriented training of engineering graduates]. A new strategy of assessing learning activity. Collection of Scientific Works. Samara, 2016, pp. 343-348. (In Russian).
10. Mikhelkevich V. N., Ovchinnikova L. P. Kompleksnaya ocenka gotovnosti vypusknikov magistratury k professional'noj deyatel'nosti [A learning module as a construct of the self-regulating didactic system aimed at the development of subject competences]. Vestnik of Samara State Technical University. The Series: Psychology and Pedagogics, 2011, no. 1 (15), pp. 83-88. (In Russian).
11. Mikhelkevich V. N., Kravtsov P. G. Kompleksnaya ocenka gotovnosti vypusknikov magistratury k professional'noj deyatel'nosti [Comprehensive assessment of the MA graduates' readiness for professional work]. Samara Journal of Science, 2016, no. 2 (15), pp. 171-176. (In Russian).
12. Naumkin N. I., Kilmyashkin E. A., Knyazkov A. S. Mnogourovnevaya podgotovka studentov tekhnicheskih vuzov k innovacionnoj inzhenernoj deyatel'nosti s ispol'zovanie tekhnologij bystrogo prototipirovaniya [Multi-cycle training of technical university students for innovative engineering activities using rapid prototyping technologies]. Problems of Contemporary Science and Practice. Vernadsky University, 2018, no. 4 (70), pp. 128-137. (In Russian).
13. Ovchinnikova L. P. Koncepciya i tekhnologii professional'noj podgotovki specialista zheleznodorozhnogo transporta v vuze [Concepts and technologies of vocational training at a railway higher school]. Abstract of Doctor's degree dissertation. Samara, 2014. (In Russian).
14. Ovchinnikova L. P., Chugunova S. V. Poisk innovacionnyh (naukoemkih konstruktorsko-tekhnologicheskih reshenij s ispol'-zovaniem spiskov kontrol'nyh voprosov [Search for innovative knowledge intensive design and engineering solutions using checklists (test questions)]. Science and Education for Transport, 2018, vol. 2, pp. 280-282. (In Russian).
15. Radomskiy V. M. Metody aktivizacii tvorcheskogo voobrazheniya kak sredstvo povysheniya kachestva upravleniya podgotovkoj studentov k innovacionnoj deyatel'nosti [The methods of activating creative imagination as a means of promoting students' readiness for innovative activity]. Traditions and innovations in building and architecture. Building technologies. Samara, 2018, pp. 509-514. (In Russian).
