CC BY
14Проектный метод междисциплинарной интеграции в инженерном образовании
Шипунова Ольга Дмитриевна,
доктор философских наук, профессор, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого E-mail: [email protected]
Васильева Ольга Игоревна,
соискатель, зам. начальника отдела международных научных и внешнеэкономических связей, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого E-mail: [email protected]
Кузнецов Дмитрий Иванович,
доктор философских наук, доцент, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого E-mail: [email protected]
Березовская Ирина Петровна,
кандидат философских наук, доцент Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого E-mail: [email protected]
Статья посвящена проблеме развития инженерно-технического знания в цифровом обществе. Актуальность обозначенной проблемы связана с разработкой системной методологии в организации междисциплинарных связей в программе подготовки специалистов в высшей школе. Цель статьи - обоснование проектного метода в качестве инновационной педагогической технологии, ориентированной на междисциплинарную интеграцию инженерно-технического знания. Представлен социально-исторический анализ технологического развития проектной деятельности. Выделены системные факторы развития инженерного образования в цифровом обществе, выявлена специфика проектной деятельности в условиях трансформации информационно-интеллектуальной среды многопрофильного вуза, ориентированного на конвергенцию ожиданий разных агентов образовательного процесса в развитии интеллектуального потенциала будущего специалиста. Раскрывается конструктивная роль реализации экосистемной модели университета для расширения познавательных траекторий учащихся в междисциплинарном и общекультурном пространстве знаний.
Ключевые слова: инженерно-техническое знание, междисциплинарная интеграция, проектная деятельность, многопрофильные среды, педагогическая технология.
£7
CJ
со
см
см
<о
Z
86
Введение
Инженерная деятельность в условиях современного технологического уклада разворачивается в многопрофильных информационных средах. Установившийся тренд на цифровизацию профессиональной деятельности и повседневной жизни человека формирует новые запросы к системе подготовки специалистов инженерного профиля. Актуальный анализ содержания профессиональной подготовки специалиста в высшей школе связан с перспективами формирования гибридных интерактивных сред на базе смарт систем и конвергентных технологий. Интенсивное развитие технологической среды профессиональной деятельности требует интеграции знаний в инженерной практике. Это обстоятельство в свою очередь ставит новые задачи перед системой подготовки специалистов, которые обладают навыками ориентации в сложных, интеллектуально нагруженных информационных средах. В этой связи чрезвычайно важным становится расширение рациональных методов подготовки инженера, квалификация которого должна позволять ему ориентироваться в междисциплинарном поле профессиональных взаимодействий, принимать деятельное участие на всех стадиях создания прорывных технологий -от замысла до практической реализации и эксплуатации проектируемых объектов. Введение проектного метода в систему инженерного образования опирается на синтез знаний из различных профессиональных сфер, требует переосмысления места и роли специалистов в мире, детерминированном цифровыми технологиями.
В современной ситуации разработка междисциплинарных практик в процессе обучения определяется ориентацией вузов на организацию проектной деятельности, которая позволяет совмещать различные компетенции в образовательной траектории будущего специалиста. Цель статьи - конкретизация системной методологии междисциплинарной интеграции знания в рамках образовательной стратегии технического университета.
Социально-исторический аспект технологического развития проектной деятельности
В современной литературе вопросы междициплинарной интеграции рассматриваются через соотношение технологической и гуманитарной (социальной, образовательной, философской) составляющей современного этапа развития науки и технологии. Сравнивая специфику взаимосвязи человека и научно-технологической сферы в историческом контексте, исследователи выделяют три этапа развития инженерной проектной деятельности. На первом этапе проектируются конструкции и технологии в целях лучшей адаптации человека к миру природы, увеличение его физических возможностей в деятельности, обеспечивающей производство и жизненный комфорт в рамках сложившееся социальной практики. Человек стремится познать законы природы, а затем применить их для улучшения среды, где он обитает. Такой характер инженерно-проектной деятельности соответствует историческому периоду, соотносимому с развитием индустри-
ального общества. Для второго этапа характерной чертой выступает приоритет информационной техники в оценке прогресса науки и инженерной деятельности. В систему традиционного инженерного проектирования внедряются новые инструменты, способные передавать, запоминать и обрабатывать огромные потоки информации. Этот период в истории общества связывают с информационной эпохой, тенденции развития которой обозначены развитием и повсеместным внедрением вычислительной и компьютерной техники, а также интеллектуальных технологий и виртуальных сетевых форм в профессиональной и образовательной сфере. Специфические черты третьего этапа развития инженерной проектной деятельности проявляются в условиях интенсивной циф-ровизации все сфер жизни человека в XXI веке. Новые цифровые технологии и коммуникационные устройства становятся конституирующим фактором современной культуры. Они оказывают влияние на идентичность субъектов и жизненные практики, вводя новые социальные роли, корректируют включенность в различные виды профессиональной, интеллектуальной активности. В связи с появлением нового типа акторов, имеющих гибридную форму техно-субъекта, изменяется структура социума [1]. Появление нового класса смарт-систем помогают человеку осуществлять различные операции, манипулировать артефактами в виртуальном пространстве цифровой среды [2]. Применение искусственного интеллекта в рабочем процессе расширяется, фирмы констатируют, что уже в среднем половина сотрудников используют в решении профессиональных задач электронных помощников.
Специфика технологии проектной деятельности в цифровую эпоху
Цифровой мир существенно изменил восприятие социального пространства. Все больше деловых коммуникаций происходит с помощью новых технологий на основе машинного обучения и искусственного интеллекта. Распространение цифровых помощников для бизнеса и сервиса вызвало волну, как позитивных последствий, так и серьезных опасений. Активно исследуются предметно-объектные и сервисные характеристики «цифровых помощников» [3].
Благодаря внедрению умных технологий и роботизации стирается жесткая граница между живым и неживым субъектом действия, подчеркивается новая слитность участников взаимодействия в гибридных образованиях, представленных формами различных ассоциаций. Коммуникационные ситуации, в которых участниками выступают люди и их цифровые помощники (гаджеты, роботы) больше напоминают гибкие структурные формы, нежели системы, нацеленные на долговременное функционирование в рамках заданных функций и параметров.
В перспективе цифровой культуры функции принятия решений и выявления потребностей отводится технологии big data и искусственному интеллекту, поскольку изготовление продукта будет ориентировано сразу под индивидуальную потребность. На первый план выходит развитие инженерного образования, целью которого выступает подготовка специалистов, способных продуктивно работать в гибких средах, обеспечивать условия, в которых каждая ценная идея будет применена для достижения блага человечества [4].
Проектная деятельность в условиях трансформации информационно-интеллектуальной сферы
Особенности междисциплинарной интеграции в организации профильного образования на третьем этапе третьего
этапа технологической эволюции инженерно-проектной деятельности связаны с проблемой гармоничного существования человека в кибер-физическом мире, в котором инструментарием и соучастниками его профессиональных и творческих действий выступают смарт системы. В круг инженерного образования включаются уровни цифровой грамотности, требования к будущими специалистами владеть более совершенными способами поиска, передачи, обработки информации, системным анализом данных в процессе принятия решений. На современном этапе процесс обоснования в проектировании технических объектов предполагает согласованность изобретения с требованиями, предъявляемыми к нему в условиях глобальных сетей рыночной экономики. Проектная деятельность понимается как доведение инновационной идеи до конечного конкурентоспособного продукта. Путь от идеи проекта до конечного продукта, удовлетворяющего соответствующую потребность, проходит через множество стадий. В условиях рынка происходит всплеск проектной деятельности и рост востребованности специалистов по управлению проектами.
Динамику трансформации информационно-интеллектуальной сферы инженерной проектной деятельности необходимо рассматривать не только с технической стороны, но важно учитывать влияние инновационных изменений на качество жизни населения планеты, психологическую сферу, культуру и образование. Смарт-технологии становятся альтернативой некоторым функциям человека как субъекта познания, когнитивной и коммуникативной активности, входят в духовную и культурную сферу удовлетворения потребностей личности. О риске утраты субъектных позиций человеком в контексте перспектив метасистемного цивилиза-ционного сдвига говорит В.Е. Лепский [5], подчеркивая бессубъектность агентов в современном цифровом мире. Руководствуясь принципами экономического детерминизма, человечество утрачивает системное целепо-лагание в отношении собственного развития, теряет контроль над влиянием действий мирового сообщества на окружающую среду и социокультурную сферу, а технологии, внедряемые с невиданной скоростью, не проходят проверку на последствия для природы и человека. В противовес принципу экономического детерминизма предлагаются социогуманитарные (В.Е. Лепский), "зеленые" (С.В. Кричевский), ценностные (В.С. Степин) принципы цивилизационного развития, призванные обеспечить оптимистичный сценарий существования человечества в единой социо-техно-природной системе [6]. Преодоление разрыва между скоростью развития новых технологий и формированием научного знания о современном мире связывается с приоритетом принципов эко-системного подхода, которые ориентируют инновационную деятельность человечества в рамках концепции устойчивого развития на согласованность конвергентных технологий и человека во взаимодействиях с окружающей природной и социальной средой.
Инженерное образование в цифровом обществе
Технологическая культура цифрового общества образует онтологическое условие в организации познавательной деятельности и социальном поведении человека. Создание интерактивных мультиагентных сред, внедрение информационных и интеллектуальных технологий в процесс обучения вносит коррективы в задачи профессиональной подготовки. В дополнение к интеллектуальному потенциалу работника и высокой профессиональной квалификации, востребованными на рынке труда качествами становятся гибкие навыки, определяющие способность
сз о
сг
=Е
0
1
-1 У
-о
=Е СГ
со
I_
u
CM CO
профессионала к творческому мышлению и непрерывному обучению. Основной характеристикой специалиста нового типа выступает способность к самоорганизации в многослойных информационно- технологических средах профессиональной деятельности, а также способность субъекта планировать собственную жизненную стратегию.
Направленность формирования интеллектуального потенциала в процессе обучения определяется выбором познавательной стратегии в рамках какой-либо образовательной модели. В качестве базовых принципов формирования познавательных стратегий выделяют когнитивные и коммуникативные факторы мотивации активности к саморазвитию в учебной деятельности [7, 8, 9]. В цифровую эпоху университет представляет собой сложноорганизованную саморазвивающуюся платформу, объединяющую функционально связанных участников процесса обучения и представленных разными статусами субъектности. Смешанная модель учебного процесса предполагает технологическое развитие электронной среды и ее гармоничное включение в образовательное пространство университета. В литературе развивается экосистемный подход к организации распространенной среды университета, ориентированный на согласование интересов комплекса агентов (семья, сообщества, бизнес, государственные органы), обладающих собственным профессиональным, социальным и культурным капиталом.
Концепция университетской экосистемы, которая подчеркивает фундаментальную роль конвергентных процессов между сообществами учащихся, преподавателей и представителями профессиональных организаций, предполагает интеграцию знаний и вовлечение всех участников в образовательный процесс через коммуникационные платформы [10, 11]. Реализация модели экосистемы в высшем образовании способствует созданию сети более широких познавательных возможностей в связи с использованием цифровых технологий [12,13,14].
В рамках развития Индустрии 4.0 цифровизация данных способствовала распространению смарт систем, интернет вещей, цифровых агентов и роботов. С перспективой развития Индустрии 5.0 современные исследователи связывают продуктивное «сотрудничество» людей и машин в рамках динамичной киберсоциальной системы [15]. Концепция такого сотрудничества опирается на потенциал гибридных интеллектуальных систем с когнитивными навыками [16] и представлена моделью нейро-цифровой экосистемы, которая предполагает принципиально новый вид интеллектуального взаимодействия человека и окружающих его информационно-технологической инфраструктуры [17].
Заключение
Разработка и внедрение проектного метода в качестве инновационной педагогической технологи, ориентированной изначально на междисциплинарную интеграцию, разворачивается в рамках образовательной стратегии инженерного университета как сложноорганизованной экосистемы. В контексте системной методологии инженерное знание и профессиональная подготовка рассматриваются через призму трех измерений: проект как деятельность; проект как продукт; проект как проблема.
Сложность развития междисциплинарных методов в сфере инженерного образования связана с разрывом между теоретической значимостью принципа интеграции знания и его практическим применением в научной, академической, практической области. Исследование
междисциплинарной интеграции в инженерном образовании в философско-методологическом аспекте позволяет выявить специфику проектной деятельности в условиях трансформации информационно-интеллектуальной среды многопрофильного вуза.
Литература
1. Игнатьев В.И. И грядет «другой» актор... Становление техносубъекта в контексте движения к технологической сингулярности // Социология науки и технологий. - 2019. - Т. 10 - № 1. - С. 64-79.
2. Bors L., Samajdwer A., van Oosterhout M. (2020) Introduction to Oracle Digital Assistant. In: Oracle Digital Assistant. Apress, Berkeley, CA. https://doi. org/10.1007/978-1-4842-5422-6_1
3. Pankratov S.A., Pankratova L.S., Morozov S.I., Gavrilov S.D. (2021) "Digital Assistants" in the Consumer Society: Global Trends and Vectors of Russia's Development. In: Popkova E.G., Sergi B.S. (eds) "Smart Technologies" for Society, State and Economy. ISC2020. Lecture Notes in Networks and Systems, vol 155. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-59126-7_56
4. Горбунов Д.В., Нестеров А.Ю. Технологическое будущее России: вызов «третьей природы» // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2017. - Т. 16 -№ 4. С. 60-71. DOI: 10.18287/2541-7533-2017-164-60-71
5. Лепский В.Е. Рефлексивно-активные среды инновационного развития. М.: Когито-Центр, 2010. - 255 с. ISBN978-5-89353-331-6.
6. Кричевский, С.В. Эволюция технологий и технологических укладов в парадигме «зеленого» развития и глобального будущего // НАУКА ТА НАУКОЗНА-ВСТВО, 2015 - № 2 - С. 73-79
7. Ainamo, A., Pikas, E., Mikkela, K. (2021). University Ecosystem for Student Startups: A 'Platform of Trust' Perspective. In: Auer, M.E., Rüütmann, T. (eds) Educating Engineers for Future Industrial Revolutions. ICL
2020. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 1329. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-68201-9_28
8. Kumar, S., Paray, Z.A., Sharma, N., Dwivedi, A.K. (2021). Influence of Entrepreneurship Education and University Ecosystem on Individual's Entrepreneurship Readiness. In: Rajagopal, Behl, R. (eds) Entrepreneur-ship and Regional Development. Palgrave Macmillan, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-45521-7_16.
9. Плигин А.А. Целенаправленное развитие познавательных стратегий школьников. - М.: Издательство Московского психолого-социального университета,
2021. - 152 с. ISBN 978-5-9770-0992-8
10. Panychev, A., Pokrovskaya, O. (2022). The Third-Generation University Ecosystem in the Context of Global Digitalization. In: Manakov, A., Edigarian, A. (eds) International Scientific Siberian Transport Forum TransSi-beria - 2021. TransSiberia 2021. Lecture Notes in Networks and Systems, vol 402. Springer, Cham. https:// doi.org/10.1007/978-3-030-96380-4_12
11. Райхельхаус, Л.Б. Устойчивость образовательных результатов как новый принцип современной дидактики. Ярославский педагогический вестник, 2019-4(109) - С. 8-14. https://doi.org/10.24411/1813-145X-20
12. Jacobides M.G., Cennamo C., Gawer A. (2018). Towards a theory of ecosystems. Strategic Management
Journal, vol. 39, issue 8, pp. 2255-2276. https://doi. org/10.1002/smj.29041.
13. Dannenberg S., Grapentin T. (2016). Education for Sustainable Development - Learning for Transformation. The Example of Germany. Journal of Futures Studies, (20)3, 7-20. https://doi.org/10.6531/JFS.2016.20(3).A7
14. Spencer-Keyse J., Luksha P., Cubista J. Learning Ecosystems: An Emerging Praxis For The Future Of Education. School of Management SKOLKOVO & Global Education Futures. [Электронный ресурс]. URL: https:// learningecosystems2020.globaledufutures.org
15. Prinz J. The Conscious Brain: How Attention Engenders Experience. Oxford: Oxford University Press, 2018. 416 p.
16. Клачек П.М., Полупан К.Л., Корягин С.И., Либер-ман И.В. Гибридный вычислительный интеллект. Основы теории и технологий создания прикладных систем. Изд. 2, доп. Калининград: Изд-во БФУ им. И. Канта, 2020. 340 с.
17. Федоров А.А., Либерман И.В., Корягин С.И., Клачек П.М. Технология проектирования нейро-цифровых экосистем для реализации концепции Индустрия 5.0 // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Экономические науки. 2021. - Т. 14,-№ 3. - С. 19-39. DOI: 10.18721/JE.14302
PROJECT METHOD OF INTERDISCIPLINARY INTEGRATION IN ENGINEERING EDUCATION
Shipunova O.D., Vasilieva O.I., Kuznetsov D.I., Berezovskaya I.P.
Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University
The article is devoted to the problem of the development of engineering and technical knowledge in a digital society. The relevance of this problem is associated with the development of a systematic methodology in the organization of interdisciplinary relations in the program of training specialists in higher education. The purpose of the article is to substantiate the project method as an innovative pedagogical technology focused on interdisciplinary integration and development of engineering and technical knowledge. A socio-historical analysis of the technological evolution of project activities is presented. The system factors of the development of engineering education in the digital society are highlighted. The specifics of project activities because the transformation of the information and intellectual environment of a multidisciplinary university, that focused on the convergence of expectations of different agents of the educational process regarding the intellectual potential of the future specialist, are revealed. The constructive role of the implementation of the university ecosystem model for expanding the student's cognitive trajectories in the interdisciplinary and general cultural space of knowledge is revealed.
Keywords: engineering and technical knowledge, interdisciplinary integration, project activities, multidisciplinary environments, pedagogical technology.
References
1. Ignatyev V. I. And the "Other" Actor is Coming... The Formation of Tehnosubject in the Context of the Movement to Technological Singularity SOCIOLOGY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY. 2019. Volume 10. No. 1. С. 64-79. DOI: 10.24411/20790910-2019-10005
2. Bors L., Samajdwer A., van Oosterhout M. (2020) Introduction to Oracle Digital Assistant. In: Oracle Digital Assistant. Apress, Berkeley, CA. https://doi.org/10.1007/978-1-4842-5422-6_1
3. Pankratov S.A., Pankratova L.S., Morozov S.I., Gavrilov S.D. (2021) "Digital Assistants" in the Consumer Society: Global Trends and Vectors of Russia's Development. In: Popkova E.G., Sergi B.S. (eds) "Smart Technologies" for Society, State and
Economy. ISC2020. Lecture Notes in Networks and Systems, vol 155. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-59126-7_56
4. Gorbunov D.V., Nesterov A. Yu. Tekhnologicheskoye budush-cheye Rossii: vyzov «tret'yey prirody» [Technological future of Russia: the challenge of the "third nature"] // Bulletin of the Samara University. Aerospace engineering, technology and mechanical engineering. 2017. - Vol. 16 - № 4. pp. 60-71. DOI: 10.18287/2541-7533-2017-16-4-60-71
5. Lepsky V. E. Refleksivno-aktivnyye sredy innovatsionnogo razvi-tiya [Reflexive-active environments of innovative development]. M.: Kogito-Center. 2010. - 255 p.. ISBN978-5-89353-331-6.
6. Krichevsky, S.V. Evolyutsiya tekhnologiy i tekhnologicheskikh ukladov v paradigme «zelenogo» razvitiya i global'nogo budu-shchego [The evolution of technologies and technological structures in the paradigm of "green" development and the global future} // // NAUKA TA NAUKOZNAVSTVO, 2015 - № 2 - pp.7379
7. Ainamo, A., Pikas, E., Mikkela, K. (2021). University Ecosystem for Student Startups: A 'Platform of Trust' Perspective. In: Auer, M.E., Rüütmann, T. (eds) Educating Engineers for Future Industrial Revolutions. ICL 2020. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 1329. Springer, Cham. https://doi. org/10.1007/978-3-030-68201-9_28
8. Kumar, S., Paray, Z.A., Sharma, N., Dwivedi, A.K. (2021). Influence of Entrepreneurship Education and University Ecosystem on Individual's Entrepreneurship Readiness. In: Rajagopal, Behl, R. (eds) Entrepreneurship and Regional Development. Palgrave Macmillan, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-45521-7_16.
9. Pligin A.A. Tselenapravlennoye razvitiye poznavatel'nykh strategiy shkol'nikov [Purposeful development of cognitive strategies of schoolchildren]. - M .: Publishing house of the Moscow Psychological and Social University, 2021. - 152 p. IS-BN978-5-9770-0992-8
10. Panychev, A., Pokrovskaya, O. (2022). The Third-Generation University Ecosystem in the Context of Global Digitalization. In: Manakov, A., Edigarian, A. (eds) International Scientific Siberian Transport Forum TransSiberia - 2021. TransSiberia 2021. Lecture Notes in Networks and Systems, vol 402. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-96380-4_12
11. Reichelhaus, L.B. Ustoychivost' obrazovatel'nykh rezul'tatov kak novyy printsip sovremennoy didaktiki. [Sustainability of educational results as a new principle of modern didactics]. Yaroslavl Pedagogical Bulletin, 2019-4(109) - pp. 8-14. https://doi. org/10.24411/1813-145X-20
12. Jacobides M.G., Cennamo C., Gawer A. (2018). Towards a theory of ecosystems. Strategic Management Journal, vol. 39, issue 8, pp. 2255-2276. https://doi.org/10.1002/smj.29041.
13. Dannenberg S., Grapentin T. (2016). Education for Sustainable Development - Learning for Transformation. The Example of Germany. Journal of Futures Studies, (20)3, 7-20. https://doi. org/10.6531/JFS.2016.20(3).A7
14. Spencer-Keyse J., Luksha P., Cubista J. Learning Ecosystems: An Emerging Praxis For The Future Of Education. School of Management SKOLKOVO & Global Education Futures. URL: https://learningecosystems2020.globaledufutures.org
15. Prinz J. The Conscious Brain: How Attention Engenders Experience. Oxford: Oxford University Press, 2018. 416 p.
16. Klachek P.M., Polupan K.L., Koryagin S.I., Liberman I.V. Gibrid-nyy vychislitel'nyy intellekt. Osnovy teorii i tekhnologiy sozdani-ya prikladnykh sistem [Hybrid Computational Intelligence. Fundamentals of theory and technology for creating applied systems]. Ed. 2, add. Kaliningrad: Izd-vo BFU im. I. Kant, 2020. 340 p.
17. Fedorov A.A., Lieberman I.V., Koryagin S.I., Klachek P.M. Tekh-nologiya proyektirovaniya neyro-tsifrovykh ekosistem dlya re-alizatsii kontseptsii Industriya 5.0 [Technology for designing neuro-digital ecosystems for the implementation of the concept of Industry 5.0.] // St. Petersburg State Polytechnical University Journal. Economic sciences. 2021. - Vol.14,- № 3. - pp. 1939. DOI: 10.18721/JE.14302
C3
о
u~
IE
0
1
-1 У
"О
IE
u~
