CC BY
103
ПЕДАГОГИКА
УДК 377
Абашин Михаил Иванович
кандидат технических наук, доцент Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Галиновский Андрей Леонидович
доктор технических наук, доцент Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Денисов Артем Руфимович
доктор технических наук, доцент Костромской государственный университет
Зосимов Матвей Владимирович
кандидат технических наук Костромской автодорожный колледж [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МОДЕЛИ ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
Рассматриваются вопросы необходимости перевода подготовки инженерных кадров на новые модели образования, обеспечивающие повышение качества подготовки и способствующие удовлетворению требований работодателей, прежде всего инновационного и высокотехнологичного сектора экономики. Предлагаются две перспективные модели подготовки инженеров, которые могут быть внедрены в систему университетского технического образования. Приводится сравнительно-сопоставительный анализ данных моделей с указанием их преимуществ и недостатков. Представлен ряд методических рекомендаций к формированию компетентностного портрета инженера в рассматриваемых моделях.
Ключевые слова: инженерное образование, модели образования, инженерные кадры, компетентностный портрет.
В настоящее время ведущие страны мирового сообщества стоят на пороге формирования нового, так называемого, шестого технологического уклада, основой которого будет нацеленность на развитие и применение инновационных технологий [1]. В этой связи система образования должна своевременно включиться в процесс подготовки нового поколения инженерных кадров. Очевидно, что сложившаяся система и модели подготовки специалистов уже сегодня зачастую не удовлетворяют требованиям работодателей и требуется незамедлительная подготовка новых вариантов развития как системы образования в целом, так и моделей подготовки инженеров в частности [4; 10].
Таким образом, большую значимость для современной экономики России представляет подготовка высококвалифицированных инженеров. В условиях мирового кризиса, санкций по отношению к Российским гражданам, организациям, компаниям необходимо строить устойчивую самодостаточную внутреннюю экономику, одним из столпов которой являются высококвалифицированные инженерные кадры.
Для того, чтобы войти в число стран, способных создавать прорывные технологии и на их основе формировать собственную мощную производственную базу, необходимо обеспечить высокое качество инженерных кадров. В условиях развития инновационной экономики все более востребованными становятся мобильные, активные, обладающие нелинейным мышлением, легко адаптирующиеся к условиям постоянных изменений специалисты, умеющие быстро и адекватно ситуа-
ции, находить решения различных междисциплинарных научно-технических задач [7; 9].
Во многом решение поставленных проблем может быть возложено на так называемые проектные методы обучения, которые имеют ряд положительных особенностей [6; 8]:
- учет личностных особенностей (ориентация на значимой профессиональной деятельности, личностном развитии, индивидуальный темп работы);
- универсальность полученных знаний, которые можно применять в реальных жизненных ситуациях;
- получение какого-либо законченного продукта в виде устройства, программы и проч.
На основе анализа лучшего отечественного и зарубежного опыта [11], и учитывая достоинства проектных методов обучения, были разработаны и адаптированы для отечественной практики две модели инженерного образования, имеющие следующие общие черты:
- междисциплинарность;
- практикоориентированность;
- индивидуализация образовательных траекторий;
- забота о повышении культуры поведения.
Данные модели построены на основе проектно-
ориентированного образования (ПОО) и научно-образовательных центров (НОЦ). Сравнение характерных черт данных моделей представлено в таблице.
Модель ПОО подробно описана [12], но, тем не менее, отметим, что программа CDЮ основана на принципе, который утверждает, что создание и развитие продуктов и систем на протяжении всего их жизненного цикла является необходимым контек-
6
Вестник КГУ ^ 2017
© Абашин М.И., Галиновский А.Л., Денисов А.Р., Зосимов М.В., 2017
Таблица 1
Сравнение подходов к обучению в рамках модели НОЦ и ПОО
НОЦ ПОО
Первична наука Первично образование
Научные исследования проходят на высоком уровне в рамках технического задания (ТЗ) заказчика, реже в инициативном порядке Проекты, как правило, менее масштабные и исследовательские задачи более индивидуализированы для студентов
Проект выполняется в жестких рамках, прописанных в техническом задании Преподаватели и студенты зачастую сами формулируют тематику, научное направление, цели и задачи своего проекта
Для обеспечения междисциплинарности исследований и развития метапредметных связей необходима развитая система академической мобильности с возможностью построения индивидуальных образовательных траекторий Возможно применение сетевой подготовки, дистанционных и электронных средств обучения, призванных восполнить узкопредметную специализацию студентов, выполняющих проект.
Увеличенное количество и объем практических занятий (практикоориентированное обучение)
Инновационная составляющая зачастую ограничена задачами, прописанными в ТЗ Проект открыт для инноваций и креативного творчества
Возможно привлечение ученых мирового уровня для выполнения работ за счет средств, выделенных заказчиком для выполнения проекта Привлечение ученых мирового уровня ограничено бюджетом образовательной организации
Широкие возможности для саморазвития, самоподготовки и дополнительного образования
Широкие возможности планирования карьеры, т.к. работы осуществляются, как правило, для реального заказчика, который заинтересован в трудоустройстве будущих выпускниках Возможность развития в карьерном плане ниже, чем в НОЦах, т.к. требует внешней демонстрации деятельности проектной команды, участия в конкурсах и олимпиадах, рекламы достигнутых результатов
Уровень работ, проводимых в НОЦах, как правило, соответствует уровню, предъявляемому к диссертациям на соискание ученых степеней кандидата и доктора наук, что позволяет повышать количество работников с ученой степенью Уровень работ, как правило, не соответствует уровню, предъявляемому к диссертациям на соискание ученой степени кандидата наук. Пролонгирование научной тематики на уровень аспирантуры зачастую невозможно
На базе НОЦа работает высококвалифицированная команда, ориентированная на деятельность в конкретной организации, что способствует формированию научных школ и закреплению ученых за базовыми организациями Привлекаемые ученые, как правило, не задерживаются в организациях в силу своей высокой академической мобильности, унося с собой свою научную школу. Постоянное финансовое обеспечение привлеченных специалистов может быть затруднено.
стом инженерного образования. Цепочка: «Задумка - Проектирование - Реализация - Управление» выступает в роли модели для всего жизненного цикла изделия.
Образовательная программа ПОО включает в себя учебные задания, выполняя которые, студенты, помимо дисциплинарных знаний, приобретают личностные компетенции, навыки межличностного взаимодействия, а также умения создавать новые продукты и системы. При этом следует помнить, что методы активного обучения напрямую вовлекают студентов в мыслительную деятельность и решение задач.
Организационная структура модели ПОО в виде принципиальной схемы-представления приведена на рисунке 1.
Проблемы, преимущества и особенности реализации модели на практике состоят в следующем:
1) помощь в выборе будущей специальности будет организована на предварительных этапах обучения по системе «школа-вуз», причем знакомство со специальностью будет проходить не из анализа «сухого» материала учебного плана, а из содержания научно-технических проектов, выполняемых кафедрой/факультетом;
2) выполнение проектов, прежде всего кон-структорско-технологической направленности,
требует наличия специальных помещений, инструментов и материалов, которые должны предоставляться/приобретаться вузом, спонсорами, заинтересованными предприятиями и др.;
3) фундаментальные знания будут подкрепляться получением практических навыков и умений, получаемых при выполнении проекта;
4) появление технических проблем при выполнении проекта будет мотивировать учащихся к расширению своего кругозора и к стимулированию самоподготовки;
5) узконаправленность проекта требует расширения количества компетенций путем введения ряда дополнительных дисциплин, прежде всего профессионального цикла, а также обеспечения междисциплинарных связей.
Подготовка в рамках модели НОЦ, ставит своей целью вовлечение учащихся в реальные научно-технические проекты, реализуемые в соответствующем центре [2; 3; 5]. В результате реализации данной модели происходит активная интеграция процессов проведения исследований и разработок с подготовкой квалифицированных кадров по перспективным направлениям науки и техники, осуществляется подготовка аспирантов и докторантов, обеспечивается повышение квалификации специалистов отрасли и профессорско-преподава-
'Департаменты^ образования городов и регионов
Работа по вовлечению школьников в научное у творчество
V.
Профильные школы
Школы с инженерными классами
Кружки и секции
Организация приема научно-творческой молодежи
Г
Организация взаимодействия научных групп
университета и представителей профессорско-преподавательского состава университета с системой
среднего образования
Формирование образовательных программ: практики, семинары, экскурсии, тренинги, мастер классы
Апробация результатов выполнения проекта(участие в конкурсах, олимпиадах и
других молодежных научных мероприятиях)
Отбор молодежи для участия в инженерных проектах совместно со студентами и аспирантами
Формирование тематики будущей дипломной работы на ранних стадиях обучения с учетом потребностей и ч заинтересованности учащегося
V---у
с
Формирование групп студентов в научные коллективы
для выполнения инженерного проекта
5
£
Общие цели и задачи
Цели и задачи в соответствии с темой диплома
Формирование общего методического плана проведения исследований
Г
Работа над проектом
X
Защита проекта, конкурс проектов
X
3
3
с
Взаимодействие с работодателями по формированию^ тем студенческих инженерных проектов ,
Работодатель
Участие представителей работодателя на защите инженерных проектов и в процессе работы над ними
['Система поощрения лучших студентов и проектов, система грантов и стипендий
С
Центры квалификаций
3
г,
Формирование баз данных тем студенческих инженерных проектов
Информационно-аналитическая поисковая система, оптимизирующая подбор студентами тем инженерных проектов
Рис. 1. Структура модели инженерного образования ПОО
тельского состава. Таким образом, программа обучения основана на принципе «Образование через науку» и способствует пошаговому росту учащегося от бакалавриата до аспирантуры. Во время обучения студент принимает активное участие в выполнении научной тематики, заказчиками которой являются промышленные предприятия и компании, государственные учреждения.
Имеющаяся материально-техническая база НОЦ позволяет организовать образовательный процесс и, прежде всего, его практическую составляющую (лабораторные работы, практикумы и др.) на высоком техническом уровне. Кроме того,
НОЦы обладают тем материальным и финансовым потенциалом, который может быть использован в деле привлечения к сотрудничеству ведущих научно-педагогических коллективов и научных школ.
В НОЦ сформирована творческая среда инженерного образования, в которой преподаются, усваиваются и применяются на практике технические знания и практические навыки.
Организационная структура модели НОЦ представлена на рисунке 2. Обозначим проблемы, преимущества и особенности реализации модели на практике:
1) для студентов не целевой подготовки выбор специальности будет организован после прохож-
Вестник КГУ А 2017
8
''Департаменты образования городов и ^ регионов ^
^ I '
Работа по вовлечению школьников в научное V творчество _
Профильные школы
Школы с инженерными классами
Кружки и секции
Формирование образовательных программ: практики, семинары, экскурсии, тренинги, мастер ^_ классы
т
^ Совместная работа отрасли и вузов по организации приема научно-творческой молодежи, популяризации целевой ПОДГОТОВКИ. Ранняя профориентация по факультетам и кафедрам университета. Цель - сокращение сроков адаптации студентов, обеспечение аргументированного _выбора специальности__
_1<_
Формирование тем дипломных проектов на ранних этапах обучения с учетом пожеланий предприятий отрасли
Г,
I
Университет (сотрудники и студенты)
—^ НОЦыу*—(_ Работодатели
Организация совместных научно-исследовательских проектов в интересах работодателя
Апробация результатов выполнения проекта(участие в конкурсах, олимпиадах и
других молодежных научных мероприятиях)
С
Работа над проектом (тема утверждается работодателем) ^ Научно-исследовательская работа, эксперименты ^
Прикладные исследования, ^апробация и внедрение)
Изучение методов решения ^исследовательских задач_
Знакомство с трудовым коллективом - сокращение времени на психологическую адаптацию на рабочем месте
Стипендия от предприятия в рамках договора о целевой подготовке
Участие представителей работодателя на защите инженерных проектов и в процессе работы над ними
С
Центры квалификаций
У
г,
Формирование баз данных тем студенческих инженерных проектов
Информационно-аналитическая поисковая система, оптимизирующая подбор студентами тем инженерных проектов
т
Рис. 2. Структура модели НОЦ
дения первого этапа обучения - общеобразовательных дисциплин. Выбор специальности будет проходить на конкурсной основе в зависимости от успеваемости учащегося;
2) выполнение проектов и дипломных работ будет осуществляться на базе НОЦ и с привлечением их материально-технической базы и др.;
3) участие в выполнении проектов готовит студентов к профессиональной деятельности в инновационных предприятиях и компаниях, создает условия для быстрого адаптирования в научно-исследовательских коллективах нового технологического уклада;
4) уровень сложности технических проблем будет заведомо несколько выше уровня компетенций учащихся, что будет мотивировать их к расширению своего кругозора и самоподготовке, получению метапредметных знаний и умений;
5) система организации учебного процесса должна обеспечивать возможность формирования индивидуальных образовательных траекторий, в том числе, в соответствии с пожеланиями учащегося.
Рекомендации к реализации описанных моделей: - информационная доступность данных о проектах, выполняющихся в организациях с целью привлечения ученых и студентов к выполнению
проектов. Сайты вузов должны иметь информацию о выполняющихся проектах, цель проекта и задачи в открытом доступе;
- хорошие возможности для выражения точек зрения по работе проектной команды для каждого ее члена, вне зависимости от занимаемого положения. Проводить опросы в письменном виде с целью улучшения среды по работе над проектом;
- создание конкурсов, грантов, стипендий для представителей организации, проектных команд с целью стимулирования их деятельности;
- создание информационной системы по подбору людей под выполняющиеся или планируемые проекты. Данная система может использоваться и для профориентации при поступлении в вуз.
В заключении сформулируем ряд методических рекомендаций к реализации компетентностного портрета инженера в модели ПОО и НОЦ.
Для модели ПОО:
- цель и задачи проекта, его тема должны быть заранее определены и четко сформулированы, результат должен быть понятен и не противоречив для чего следует сформировать представление у учащихся о конечном результате исследований, в том числе посредством знакомства с промышленным образцом или прототипом;
- следует предоставлять широкие возможности для творчества и формирования собственных идей и вариантов решения задач с целью формирования навыков самостоятельной научно-творческой работы. Парировать начинания следует в тех случаях, когда с точки зрения опытного руководителя они не дадут ожидаемых результатов;
- недостаток модели образования - узконаправ-ленность, вызванную сквозной темой проекта, необходимо компенсировать путем формирования расширенного содержательного «ядра», т.е. разработкой такой ОПОП, которая позволит насытить образовательный процесс дисциплинами, гарантирующими формирование широкого кругозора и эрудированности личности, что позволит выпускнику на рабочем месте в перспективе комфортно переходить от одной темы проекта к другой без необходимости существенного обновления знаний;
- необходимость использования информационно-аналитических систем, которые позволят сформировать проектные группы из заинтересованных и увлеченных учащихся, причем этот процесс следует запускать на предварительных этапах обучения - в проектах, связанных с инженерной подготовкой школьников;
- для комфортной работы над проектами следует предусмотреть выделение специализированного аудиторного фонда, организации специализированных классов-лабораторий;
- необходимо предусмотреть в курсах общепрофессиональных дисциплин демонстрацию примеров и выдачу тем домашних заданий и курсовых
проектов, в которых бы содержались элементы узнаваемости выполняемого студентами инженерного проекта;
- следует учитывать, что проектный инжиниринг смещает компетентностные акценты в сторону конструкторско-технологической деятельности и организации производства и развивает компетенции, связанные с непосредственно профессиональной (конструкторско-технологической) деятельностью, позволяя создавать реальные опытные образцы и изделия;
- следует вводить процедуры защиты инженерных проектов и их этапов с подготовкой соответствующих научных презентаций, что будет способствовать формированию группы необходимых компетенций и позиционировать учащегося относительно его профессиональной (инженерной) деятельности.
Для модели НОЦ:
- следует учитывать, что модель на базе НОЦ смещает акценты в сторону инженерного исследования и исследовательской деятельности, а наиболее востребованными компетенциями являются компетенции, связанные с моделированием и научно-техническими расчетами;
- направленность проекта должна быть близка учащемуся и эта задача отводится профильной инженерной подготовке школьников, знакомству их с научными направлениями НОЦ, профильными кафедрами и факультетами, демонстрацией решенных задач и выполненных проектов, что на практике минимизирует отток неудовлетворенных учащихся и число учащихся с низкой мотивацией;
- следует предусмотреть возможности для продолжения обучения и трудоустройства наиболее положительно проявивших себя студентов, резервируя соответствующее количество бюджетных мест в аспирантуру с целью обеспечения преемственности поколений и кадрового развития НОЦов;
- цель и задачи могут быть поставлены с достаточно широкими формулировками и, кроме того, они могут изменяться по ходу выполнения научной работы в зависимости от промежуточных результатов. Конечный результат деятельности точно не определен и существует некоторое количество «неизвестных», что требует креативного подхода в формировании траектории решения, выработку совокупности серии вариантов возможного решения проблемы;
- поставленные задачи могут требовать получения дополнительных достаточно объемных знаний, в том числе межпредметного и междисциплинарного характера, что требует возможности получения дополнительного образования, прослушивания курсов лекций, а также создание комфортных условий работы в библиотеке университета, оснащенной эргономичными рабочими местами, кроме того следует уделять повышенное внимание фор-
10
Вестник КГУ ^ 2017
мированию навыков саморазвития, без которых не представляется возможным выполнение проекта;
- учитывая высокий уровень эмоциональной, психологической и умственно-интеллектуальной нагрузки необходимо предусмотреть возможности для отдыха в условиях университетского кампуса;
- для данной модели в основе компетентност-ного портрета инженера лежат исследовательские компетенции, среди которых важное внимание отводится самообучению и самоподготовке, необходимым для восполнения пробела знаний в случае решения инновационных задач междисциплинарного и межпредметного характера, для этого, в частности, в матрице компетенций следует предусмотреть место таким курсам как: «Методология научных исследований в машиностроении», «Теория и практика научного поиска», «Реферирование и редактирование научных текстов», «Философские проблемы науки и техники»;
- для самоподготовки студентам следует выдавать задания повышенной сложности, что подготовит учащегося к решению сложных проблем на более поздних этапах, выявит пробелы в объеме предоставляемых знаний и стимулирует учащегося к самостоятельному повышению квалификации и использованию информационных источников.
Библиографический список
1. АвербухВ.М. Шестой технологический уклад и перспективы России // Вестник Ставропольского государственного университета. - 2010. - № 71. -С. 159-166.
2. Бахлов И.В., Напалкова И.Г. Научно-образовательные центры вузов: проблемы и перспективы развития в условиях модернизации высшего образования // Гуманитарий: актуальные проблемы науки и образования. - 2011. - № 1. - С. 51-56.
3. Гаврилова В.В., Гречищев А.В. Научно-образовательные центры как элемент совершенствования подготовки специалистов в вузе // Земля из космоса: наиболее эффективные решения. -2010. - № 5. - С. 22-26.
4. Капитонов ИА. Инновационно-ориентированный энергетический базис формирования национальной конкурентоспособности в условиях перехода к шестому технологическому укладу // Вестник экономической интеграции. - 2012. - № 2. - С. 58-62.
5. Кремлева Л.В., Малыгин В.И., Харитонен-ко В.Т. Методика подготовки инженерных кадров в научно-образовательных технологических центрах // Машиностроение и инженерное образование. - 2013. - № 1 (34). - С. 65.
6. Наумов В.Н. Технология управления проектным обучением на примере обучения студентов моделированию систем // Фундаментальные и прикладные исследования в современном мире. -2013. - № 2. - С. 138-155.
7. Озерникова Т.Г. Факторы интеграции России в мировое образовательное пространство // Известия Уральского государственного экономического университета. - 2015. - № 2 (58). - С. 92-100.
8. Поддубный В.Ф. Проектная технология обучения как средство педагогического сопровождения индивидуальной траектории обучения студентов высшей школы // Вестник Московского университета МВД России. - 2010. - № 3. - С. 40-42.
9. Прохорова М.П., Петровский А.М. Инновационное развитие профессионального образования в условиях социального партнерства // Наука и современность. - 2015. - № 1 (3). - С. 64-71.
10. Рыбцев В.В. Переход к шестому технологическому укладу как механизм перехода к инновационному пути развития // Креативная экономика. - 2011. - № 4. - С. 3-8.
11. Соболь Т.Г. Проблемы повышения качества подготовки российских инженеров // Общество: социология, психология, педагогика. - 2011. - № 3-4. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http:// cyberleninka.ru/article/n/problemy-povysheniya-kachestva-podgotovki-rossiyskih-inzhenerov (дата обращения: 12.01.2017).
12. Стандарты CDIO. [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://cdiorussia.ru/materials/ (дата обращения: 12.01.2017).
