CC BY
151
ББК 74.584
М.Г. Минин, Н.Ю. Вьюжанина Реализация проблемно ориентированного и проектно-организационного обучения в ведущих университетах мира
M.G. Minin, N.Yu. Vyuzhanina
Implementation of the Problem-based and Project-organized Teaching in the World Leading Universities
Рассматриваются вопросы реализации проблемно ориентированного и проектно-организационного обучения (problem-based and project-organised learning, PBL) в образовательном процессе университета. Авторами представлены элементы, необходимые для успешного внедрения образовательных инноваций, и уровни их внедрения. В качестве примера их использования на институциональном уровне приводятся модель обучения Ольборского университета, а также опыт Томского политехнического университета. Ключевые слова: проблемно ориентированное и проектно-организационное обучение, образовательные инновации, модель обучения.
The paper covers issues of the problem-based and project-organized teaching in university educational process. Authors present elements necessary for the successful implementation of educational innovations and their implementation levels. As an example of the implementation of problem-based and project-organized training at the institutional level the authors give the learning model at the Aalborg University, as well as at the Tomsk Polytechnic University.
Key words: problem-based and project-organized teaching, educational innovation, learning model.
Введение. Сегодня многие университеты в России и мире проводят большое количество исследований, в результате которых инициируются образовательные изменения с тем, чтобы соответствовать требованиям современной экономики и современного общества. Изменения происходят с фокусом на развитие не только профессиональных, но и личных навыков студентов, прежде всего их способности к обучению, в том числе к обучению в течение всей жизни.
Одним из наиболее распространенных методов, доказавших свою эффективность в отношении соответствия указанным выше запросам, является так называемое проблемно ориентированное обучение. Причем термин «проблемно ориентированное обучение» применяется для обозначения теории, образовательных моделей и конкретных практик [1, с. 65].
Томским политехническим университетом изучен и используется в образовательном процессе обширный опыт Ольборгского университета (Дания), университетов Гриффита и Виктории (Австралия), Университета Левена (Бельгия), Университета Саутгемптона (Великобритания), Университета технологий Дельфта (Нидерланды), Университета прикладных наук (Австрия) и многих других.
Изменения в образовании. Образование, прежде всего высшее, — это сфера с сильными традициями. Следовательно, переход от традиционных подходов в образовании к инновационной модели обучения представляет собой серьезную задачу.
Матрицу, изображенную на рисунке 1, мы считаем важной для общего представления о тех элементах, которые необходимы для успеха процесса изменений [2, с. 38].
видение +консенсус +навыки +стимулы +ресурсы +план действий = изменения
+консенсус +навыки +стимулы +ресурсы +план действий = замешательство
видение +навыки +стимулы +ресурсы +план действий = саботаж
видение +консенсус +стимулы +ресурсы +план действий = тревога
видение +консенсус +навыки +ресурсы +план действий = сопротивление
видение +консенсус +навыки +стимулы +план действий = разочарование
видение +консенсус +навыки +стимулы +ресурсы = однообразный механический труд
Рис. 1. Матрица процесса образовательных изменений
Элементы матрицы состоят из видения, консенсуса, навыков, стимулов, ресурсов и плана действий. Как следует из матрицы, все ее элементы должны быть представлены для успеха проведения изменений. Она показывает комплексность осуществления изменений и визуализирует различные ситуации, которые могут возникнуть в процессе изменений, на основе представленных или, наоборот, недостающих элементов в процессе. Матрица демонстрирует разные типы организационного поведения, которые можно ожидать, если один или более элементов выпадает из процесса. Более того, матрица демонстрирует, почему изменения не всегда случаются.
Если преподаватели в целом не ощущают никакой необходимости изменений в их нынешней ситуации, они обоснованно спросят, зачем изменять? Это очень хороший вопрос, особенно если на него не дается хороших ответов! Если нет неудовлетворения нынешней ситуацией, тогда процесс изменений будет более сложным, и необходимо представить сильные аргументы, чтобы преподаватели стали работать на изменения. Ситуация может ухудшиться, если у организации были неудачные изменения в прошлом. Преподаватели будут колебаться насчет начала еще одной авантюры, если изменения не достаточно хорошо аргументированы и процесс не достаточно хорошо описан.
Уровни внедрения изменений. Прежде чем формулировать видение конечного результата изменений и составлять план действий, необходимо решить, на каком уровне данные изменения будут происходить. Рисунок 2 является моделью, которая демонстрирует различные уровни внедрения инноваций в образовательных учреждениях [3, с. 47].
Институциональный уровень
------------Т'х-------------
С истемный/групповой уровень
Индивидуальный уровень
Рис. 2. Различные уровни внедрения инноваций
На индивидуальном уровне новая практика находится в традиционных рамках существующей образовательной системы, она относится к деятельности каждого индивидуального преподавателя и как таковая является очень частной ситуацией. На этом уровне изменения не имеют большого влияния на учреждение. По сути, они могут проводиться так, что об этом не знает никто, кроме вовлеченного преподавателя. Одним словом, это не угрожающие для организации изменения.
При переходе на следующий уровень — системный/групповой — ситуация для учреждения начинает меняться. Данный уровень характеризуется изменениями в целях курса или программы, в методах преподавания и обучения в учреждении, в методах проведения аттестации в учреждении, культуры преподавания и обучения в учреждении, в самом учреждении, в методах и целях оценки. Данные изменения не происходят целиком и одномоментно. Также могут различаться их количество и глубина. Однако учреждение не меняется полностью, хотя процесс может привести к изменениям в некоторых его частях.
Последним и самым высоким уровнем является институциональный (или политический) уровень. На данном уровне влияние на организацию, а также на студентов и преподавателей является абсолютным.
Он может быть описан следующими желаемыми характеристиками:
• студенты принимают активное участие и сотрудничают на уровне управления;
• обучение происходит на основе контекста и опыта;
• проекты являются кросс-дисциплинарными (междисциплинарными);
• происходят изменения в организации и организационной культуре;
• происходят изменения в формате проведения экзамена (контроля);
• происходят изменения в методах и целях оценки.
На данном уровне организация меняет свои существующие подходы к преподаванию и управление им. Полностью вся культура переживает изменения. Невозможно достичь данной ситуации исполнительным решением в очень короткий промежуток времени, реализация полной программы действий, с начала процесса до достижения институционального уровня во всей организации или почти во всей, занимает годы.
Ярким примером внедрения инновационной модели обучения на институциональном уровне является Ольборгский университет.
Ольборгская модель обучения. С момента основания Ольборгского университета в 1974 г. все его программы базировались на уникальной модели обучения, которую также называют Ольборгской моделью, признанной на национальном и международном уровнях передовой и эффективной моделью обучения и торговой маркой Ольборгского университета.
Ольборгский университет использует уникальный подход, включающий в себя и проблемно ориентированное, и проектно-организованное обучение. Эти две педагогические модели фактически основываются на одних и тех же педагогических принципах:
• Обучение с ориентированностью на проблему, в котором проблемные ситуации служат отправной точкой и задают направление движения
процессам в обучении. Проблемная ситуация не обязательно должна быть конкретной и реалистичной, хотя чаще всего это имеет место. Возможно теоретическое формулирование проблемы. Что особенно важно, так это то, что студент задает вопросы и в дальнейшем все больше осмеливается их поднимать. К тому же это позволяет приблизить содержание обучения к конкретному контексту, что опять же усиливает мотивацию студентов и их понимание, поскольку содержание в данном случае отражает более широкие для них перспективы.
• Следующий принцип формирует прямую зависимость от того, кто формулирует контекст проблемы — обучение, направленное на участников, или, как это обычно называется в англосаксонской литературе, «обучение направлено на себя». В большинстве случаев ожидается, что студенты найдут свои собственные формулировки проблемы в рамках читаемой дисциплины. В других случаях преподаватель формулирует ситуации, которые служат основой процесса обучения студентов.
• Междисциплинарное обучение — это третий принцип, который очень тесно связан с двумя предыдущими, так как решения сформулированной проблемы могут выходить за рамки традиционных дисциплин и методов.
• Образец (пример) является четвертым принципом, связанным с проблемно ориентированным обучением базируется на том, что образовательная польза для студента есть основа для формулирования целей в заданных рамках.
• Командная работа — пятый принцип, который включают в Ольборгскую модель, служит отражением идеи о том, что основные процессы обучения происходят в группах и командах.
Суть Ольборгской модели состоит в том, что методы преподавания и работа студентов связаны с решением практико-ориентированных проблем, которые они пытаются решить самостоятельно научным путем, работая в группах посредством проектной деятельности. Исследование Организации экономического сотрудничества и развития показало, что такая модель близка к оптимальной для процесса обучения [4, с. 26].
Проектная работа студентов занимает 50% учебного времени. Используя проектную работу, изучаемые курсы, связанные с проектами, современную научную литературу и работая в сотрудничестве с различными компаниями и организациями, студенты получают более глубокое понимание изучаемого предмета, параллельно приобретая другие профессионально важные знания, навыки и компетенции, например коммуникационные.
Ольборгская модель не исключает традиционные формы обучения, такие как лекции, семинары, прак-
тические занятия, лабораторную работу и мастер-классы, которые занимают вторую половину учебного времени.
Обучение в университете проводится на базе исследований, преподавательская исследовательская работа включена в учебный процесс, что дает студентам возможность получать самые последние научные знания.
Модель проблемно ориентированного и проектно-организационного обучения Ольборгского университета:
• выполнение группового студенческого проекта каждый семестр, целью которого является решение конкретной проблемы;
• изучение учебных дисциплин, связанных с проектом (P-courses, 25 % учебного времени в семестре), и общеобразовательных учебных дисциплин (S-courses, 25 % учебного времени в семестре);
• оценка проектной работы группы в целом и индивидуальная оценка работы каждого из ее членов.
(1 кредит ECTS = 30 аудиторных часов)
Рис. 3. Ольборгская модель
На наш взгляд, одно из основных преимуществ проблемно ориентированного обучения — высокая мотивация студентов к получению новых знаний при данной организации учебного процесса. Естественно, не все студенты способны обучаться в таких условиях, когда в начале обучения, при полной неопределенности, отсутствии необходимых для решения поставленной проблемы знаний, они вынуждены самостоятельно (!) работать по тематике проекта. Отсев студентов на 1 -м курсе вследствие этого составляет более 20%. Но в дальнейшем (по мнению преподавателей образовательных учреждений) студенты преображаются, становятся более самостоятельными, самоорганизованными, уверенными в собственных силах, знаниях и умениях [4, с. 42]. На старших курсах они легко берутся за сложные производственные проблемы и решают их. Девизом университета является китайская пословица: «Скажи мне и я забуду. Покажи мне и я вспомню. Вовлеки меня в процесс и я пойму. Отойди и я буду действовать!».
Опыт Томского политехнического университета. Томский политехнический университет (ТПУ) занимает активную позицию во внедрении современных образовательных технологий, в том числе в области проблемно ориентированного и проектно-организационного обучения [5, с. 67-70].
В качестве примера внедрения проблемно ориентированных и проектно-организационных технологий обучения в образовательный процесс на элитном техническом образовании может явиться применение исследовательских микропроектов в физическом практикуме. Его цель — внесение изменений в традиционный процесс и развитие у обучаемых способностей применять естественно-научные, математические и инженерные знания, планировать и проводить эксперимент, анализировать и интерпретировать данные, проектировать системы, их компоненты или процессы в соответствии с поставленными задачами, работать в коллективе по междисциплинарной тематике.
Интересен опыт использования компьютерных дидактических средств для изучения теоретических моделей явлений и процессов в лабораторном практикуме курса общей физики. Опыт разработки и использования в учебном процессе компьютерных лабораторных работ по изучению физических моделей позволил на основе высокой точности и наглядности компьютерных моделей предложить методику их детального исследования. Это позволяет студентам наиболее полно осмыслить заложенный в модели физический смысл. Работы выполняются в индивидуальном темпе и предлагаются студентам в последовательности, соответствующей уровню их индивидуального развития. Это способствует более эффективному усвоению изучаемого материала.
Третий пример наиболее успешного использования данных технологий касается применения 3D моделирования разработки нефтяных и газовых месторождений. В данном случае работа в команде и под руководством преподавателей университета
позволяет осуществлять качественное руководство работами с учетом всех отраслевых требований и стандартов, при этом формулировать и формализовать широкий спектр актуальных задач, который не под силу специалисту в одной предметной области. Более того, выполняемые работы — это реальные производственные задачи, в связи с чем значительно возрастает интерес студентов, возникает понимание значения и востребованности того комплекса знаний, который предлагается студентам на протяжении всего курса обучения в вузе: от основ высшей математики до экономической теории. Студенты также получают навыки работы в команде и способность грамотно ставить задачи, находить общий язык со специалистами в другой предметной области и т. п.
Нами приведены лишь несколько примеров использования активных технологий в образовательном процессе ТПУ Почти на каждом факультете применяются такие приемы, но пока эта работа не приобрела системного характера. С 2010 г. кафедра инженерной педагогики ТПУ совместно с некоторыми подразделениями реализует программу повышения квалификации по внедрению инновационных образовательных технологий в учебный процесс университета.
Заключение. С позиции системного подхода рассмотрен опыт зарубежных университетов по реализации проблемно ориентированного и проектно-организационного обучения в образовательном процессе.
Показаны преимущества данного подхода при обучении бакалавров и магистров в техническом вузе. Использование данных технологий позволяет формировать личностные и профессиональные компетенции выпускников образовательных программ.
Анализ позволяет прогнозировать более широкое внедрение данных технологий обучения в Томском политехническом университете; планируется дальнейшее внедрение этой модели обучения, а также отдельных ее частей в учебные планы специальностей и направлений.
Библиографический список
1. Kolmos A. Facilitating Change to a Problem-based Model // The International Journal for Academic Development. — 2002.
2. Management of Change: Implementation of Problem-based and Project-based Learning in Engineering / ed. by Erik de Graaff, Anette Kolmos. — Rotterdam, 2007.
3. Moesby E. Implementing Project Oriented and Problem-based Learning — POPBL — in Institutions or Sub-institutions
// World Transactions on Engineering and Technology Education. — 2006. — Vol. 5, № 1.
4. The Aalborg PBL model — Progress, Diversity and Challenges / A. Kolmos, F. K. Fink and L. Krogh (eds.). — Aalborg, 2004.
5. Беломестнова Э. Н., Древаль А. Н., Иванов Г Ф. и др. Современные технологии обучения в высшем профессиональном образовании : учеб.-метод. пособие. — Томск, 2009.
