Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO 9785759812180, 9783319055602

Citation preview

Переосмысление инженерного образования Подход CDIO ЭДВАРД Ф. КРОУЛИ ЙОХАН МАЛМКВИСТ СОРЕН ОСТЛУНД ДОРИС Р. БРОДЕР КРИСТИНА ЭДСТРЕМ Перевод с английского СВЕТЛАНЫ РЫБУШКИНОЙ под научной редакцией АЛЕКСАНДРА ЧУЧАЛИНА

Издательский дом Высшей школы экономики М О С К В А , 2015

Библиотека журнала «Вопросы образования»

Rethinking Engineering Education The CDIO Approach EDWARD F. CRAWLEY JOHAN MALMQVIST SÖREN ÖSTLUND DORIS R. BRODEUR KRISTINA EDSTRÖM Second Edition

УДК 337 ББК 74.5 П26 Редакционный совет серии ЯРОСЛАВ КУЗЬМИНОВ, ИСАК ФРУМИН, ВАЛЕРИЙ АНАШВИЛИ, ЕЛЕНА ПЕНСКАЯ, МАРИЯ ЮДКЕВИЧ, СЕРГЕЙ ФИЛОНОВИЧ, ЛЕВ ЛЮБИМОВ, АЛЕКСАНДР СИДОРКИН, ДАНИИЛ АЛЕКСАНДРОВ, ВИКТОР БОЛОТОВ Дизайн серии ВАЛЕРИЙ КОРШУНОВ

Авторский коллектив Э.Ф. КРОУЛИ, Й. МАЛМКВИСТ, С. ОСТЛУНД, Д.Р. БРОДЕР, К. ЭДСТРЕМ Научный редактор перевода АЛЕКСАНДР ЧУЧАЛИН

Translation from English language edition: Rethinking Engineering Education by Edward F. Crowley, Johan Malmqvist, Sören Östlund, Doris R. Brodeur and Kristina Edström. ISBN 978-5-7598-1218-0 (рус.) ISBN 978-3-319-05560-2 (англ.)

Copyright © Springer International Publishing Switzerland 2007, 2014 Springer is a part of Springer Science+Business Media. All rights reserved. © Перевод на русский язык, оформление. Издательский дом Высшей школы экономики, 2015

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие к первому изданию 13 Предисловие ко второму изданию 16 1. ВВЕДЕНИЕ И МОТИВАЦИЯ 23

ОБОСНОВАНИЕ 23 НЕОБХОДИМОСТЬ ПЕРЕМЕН 24 Чем занимается современный инженер? 24 Необходимость реформирования инженерного образования 25 ОСНОВЫ ПОДХОДА CDIO 32 КНИГА 36 ЛИТЕРАТУРА 37

2. ПОДХОД CDIO 38

ВВЕДЕНИЕ 38 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ГЛАВЫ 39 ПОДХОД CDIO 39 Основная задача 40 Цели 41 Видение проблемы 44 Модернизация учебного плана 54 Педагогические принципы 60 МОДЕЛЬ « ПЛАНИРОВАНИЕ — ПРОЕКТИРОВАНИЕ — ПРОИЗВОДСТВО — ПРИМЕНЕНИЕ » КАК КОНТЕКСТ ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ 63 Контекст профессиональной инженерной деятельности 64 Контекст инженерного образования 72 РЕАЛИЗАЦИЯ ПОДХОДА CDIO 78 Перечень планируемых результатов обучения (CDIO Syllabus) 80 CDIO Standards 81 Изменение организационной структуры и культуры образования 84 Повышение квалификации преподавателей 85 Открытые ресурсы 86 Взаимодействие вузов для ускорения развития 87 Изучение результатов инженерно-педагогических исследований и опыта эффективных практик 89

Соответствие национальным стандартам и другим крупным проектам в области образования 89 Стратегии привлечения и мотивации студентов 90 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 94 ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ 95 ЛИТЕРАТУРА 96

3. CDIO SYLLABUS: РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРОГРАММ 98

ВВЕДЕНИЕ 98 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ГЛАВЫ 99 ИНЖЕНЕРНЫЕ ЗНАНИЯ И НАВЫКИ 100 Необходимые инженерные знания и навыки 100 Необходимость обоснования и уровни детализации 102 Перечень планируемых результатов обучения CDIO 104 Разработка и формирование перечня планируемых результатов обучения CDIO 106 Содержание и структура перечня планируемых результатов обучения CDIO 108 Согласование CDIO Syllabus 118 Современные вопросы инженерной деятельности — устойчивое развитие, инновация и глобализация 131 Современные вопросы инженерной деятельности — лидерство и предпринимательство 135 РЕЗУЛЬТАТЫ ОБУЧЕНИЯ И УРОВНИ УСВОЕНИЯ ЗНАНИЙ И НАВЫКОВ 140 Адаптация CDIO Syllabus к особенностям программы 143 Определение заинтересованных сторон программы 145 Привлечение заинтересованных сторон и выявление их мнения 146 Анализ итогов опроса и формулирование результатов обучения 149 Формулирование результатов обучения на основе ожидаемых уровней компетенций 156 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 158 ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ 160 ЛИТЕРАТУРА 160

6

4. РАЗРАБОТКА ИНТЕГРИРОВАННОГО УЧЕБНОГО ПЛАНА 163

ВВЕДЕНИЕ 163 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ГЛАВЫ 166 ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ИНТЕГРИРОВАННОГО УЧЕБНОГО ПЛАНА 166 Практическая необходимость 168 Методическая необходимость 168 Особенности интегрированного учебного плана 169 Восприятие профессиональных навыков преподавателями 171 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНТЕГРИРОВАННОГО УЧЕБНОГО ПЛАНА 173 Модель процесса проектирования образовательной программы 173 Содержание образовательной программы и результаты обучения 176 Требования к программе 176 Анализ существующей программы 179 Структура учебного плана 184 Организующий принцип 185 Генеральный план интеграции 187 Блочная структура учебного плана 188 Концепция учебного плана CDIO 191 Последовательность обучения 193 Соотнесение последовательности обучения со структурой программы 196 ВВЕДЕНИЕ В ИНЖЕНЕРНУЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ 204 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 210 ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ 210 ЛИТЕРАТУРА 211

5. ПРОЕКТНО - ВНЕДРЕНЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ И РАБОЧЕЕ ПРОСТРАНСТВО ДЛЯ ИНЖЕНЕРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 212

ВВЕДЕНИЕ 212 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ГЛАВЫ 214 ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ПРОЕКТНО-ВНЕДРЕНЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 214 Особенности проектно-внедренческой деятельности 215 Проектно-внедренческая деятельность в ряду других образовательных моделей 217 Роль и преимущества проектно-внедренческой деятельности 218

7

Проектно-внедренческая деятельность на ранних этапах обучения 220 Проектно-внедренческая деятельность на поздних этапах обучения 221 Подготовка к проектно-внедренческой деятельности 222 ИНТЕГРИРОВАНИЕ ПРОЕКТНО - ВНЕДРЕНЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В ПРОГРАММУ 223 Проектно-внедренческая деятельность на первом году обучения 223 Проектно-внедренческая деятельность на втором году обучения 225 Проектно-внедренческая деятельность на третьем и четвертом годах обучения 229 СЛОЖНОСТИ, ВОЗНИКАЮЩИЕ В ПРОЦЕССЕ ПРОЕКТНО - ВНЕДРЕНЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 232 РАБОЧЕЕ ПРОСТРАНСТВО ДЛЯ ИНЖЕНЕРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 235 Значимость и преимущества рабочего пространства CDIO 235 Назначение рабочего пространства для инженерной деятельности 237 Примеры организации рабочего пространства CDIO 241 Преподавание и обучение с использованием рабочего пространства для инженерной деятельности 243 Основные проблемы, связанные с созданием и эксплуатацией рабочего пространства 250 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 252 ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ 253 ЛИТЕРАТУРА 254

6. ПРЕПОДАВАНИЕ И ОБУЧЕНИЕ 256

ВВЕДЕНИЕ 256 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ГЛАВЫ 258 ИНТЕРЕСЫ И МОТИВАЦИЯ СТУДЕНТОВ 258 Мнение студентов о преподавании и обучении 258 Мотивация студентов 261 ИНТЕГРИРОВАННОЕ ОБУЧЕНИЕ 262 Преимущества интегрированного обучения 263 Развитие навыков 263 Интегрированное обучение через многократное обращение к материалу 264 РАЗРАБОТКА КУРСА В СООТВЕТСТВИИ С ПОДХОДОМ CDIO 267 Конструктивное соответствие — модель проектирования курса 267

8

Уточнение планируемых результатов обучения 268 Уровни достижения планируемых результатов обучения 269 Примеры формулировок планируемых результатов обучения 270 МЕТОДЫ АКТИВНОГО И ПРАКТИЧЕСКОГО ( ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ) ОБУЧЕНИЯ 271 Методы активного обучения 273 Методы практического (экспериментального) обучения 277 Применение нескольких методов активного и практического обучения 281 ПРЕИМУЩЕСТВА И ПРОБЛЕМЫ ИНТЕГРИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ, МЕТОДОВ АКТИВНОГО И ПРАКТИЧЕСКОГО ОБУЧЕНИЯ 284 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 285 ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ 286 ЛИТЕРАТУРА 286

7. ОЦЕНКА ОБУЧЕНИЯ 288

ВВЕДЕНИЕ 288 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ГЛАВЫ 290 ПРОЦЕСС ОЦЕНКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБУЧЕНИЯ 290 СОГЛАСОВАНИЕ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ С РЕЗУЛЬТАТАМИ ОБУЧЕНИЯ 293 МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ 293 Письменные и устные опросы 294 Наблюдение и оценка успеваемости студента 297 Оценка объекта, процесса или проекта 298 Журналы и портфолио 300 Другие средства самооценки 300 Руководство по выбору методов оценки 302 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ОЦЕНКИ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ПРЕПОДАВАНИЯ И ОБУЧЕНИЯ 305 Ознакомление студентов с результатами оценки 305 Культура качества 305 ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА И ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ ОБУЧЕНИЯ 307 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 308 ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ 309 ЛИТЕРАТУРА 309

9

8. АДАПТАЦИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ ПОДХОДА CDIO 311

ВВЕДЕНИЕ 311 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ГЛАВЫ 312 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ CDIO КАК ПРИМЕР ОРГАНИЗАЦИОННОЙ И КУЛЬТУРНОЙ РЕФОРМЫ 312 Реформа образования как пример организационной реформы 315 Основные факторы, влияющие на успех организационной и культурной реформы 318 Первый этап реформы — правильное начало работы 319 Второй этап реформы — создание движущей силы для основных мероприятий реформы 327 Третий этап реформы — распространение изменений на другие подразделения 331 ПОВЫШЕНИЕ КВАЛИФИКАЦИИ И ПОД ДЕРЖКА ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ 337 Усовершенствование профессиональных навыков преподавателей 338 Повышение квалификации преподавателей в области преподавания, обучения и оценивания 341 РЕСУРСЫ, НАПРАВЛЕННЫЕ НА ПОД ДЕРЖКУ РЕФОРМЫ 346 Принцип инженерного проектирования в разработке подхода CDIO 346 Открытые ресурсы и материалы 349 Значение сотрудничества для параллельного развития 351 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 352 ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ 353 ЛИТЕРАТУРА 353

9. ОЦЕНКА ПРОГРАММЫ 355

ВВЕДЕНИЕ 355 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ГЛАВЫ 357 ОЦЕНКА ПРОГРАММЫ НА ОСНОВЕ СТАНДАРТОВ 357 СТАНДАРТЫ CDIO И ОСНОВНЫЕ ОЦЕНОЧНЫЕ ВОПРОСЫ 360 ОБОСНОВАНИЕ И ОРГАНИЗАЦИЯ СТАНДАРТОВ CDIO 360 Соответствие основных вопросов оценки программы стандартам CDIO 363

10

Основные вопросы сравнительной оценки программы 363 МЕТОДЫ СБОРА ДАННЫХ И ОЦЕНКИ ПРОГРАММ 366 Изучение документов 367 Индивидуальные и групповые интервью 367 Письменные опросы 368 Отчеты преподавателей 368 Оценка программы внешними экспертами 369 Многолетнее исследование 370 ОЦЕНКА ПРОГРАММЫ НА СООТВЕТСТВИЕ СТАНДАРТАМ CDIO 370 ПРОЦЕСС ПОСТОЯННОГО УЛУЧШЕНИЯ ПРОГРАММЫ 374 ОБЩЕЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ПРОГРАММ CDIO 378 Предварительные результаты программ CDIO 379 Оценка результатов обучения и общего воздействия 383 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 385 ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ 387 ЛИТЕРАТУРА 387

10. ИСТОРИЯ СТАНОВЛЕНИЯ ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ 389

ВВЕДЕНИЕ 389 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ГЛАВЫ 392 ЗАРОЖДЕНИЕ ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ 393 Инженерное образование во Франции 394 Инженерное образование в Северной Европе 395 Инженерное образование в Великобритании 396 Инженерное образование в США 397 ИНЖЕНЕРНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ И ПРОМЫШЛЕННОЕ РАЗВИТИЕ 399 НАУЧНАЯ БАЗА ДЛЯ ИНЖЕНЕРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 402 Изменение ситуации в США 403 Изменение ситуации в Европе 403 Послевоенная ситуация 404 ОТКАЗ ОТ ПРАКТИЧЕСКИХ НАВЫКОВ И ОПЫТА 406 Преображение технических вузов 406 Реакция промышленности 408 Возвращение к практике 409

11

ПОЯВЛЕНИЕ ЧРЕЗМЕРНОГО КОЛИЧЕСТВА НОВЫХ ОБЛАСТЕЙ ЗНАНИЙ И РАЗМЫТИЕ ГРАНИЦ МЕЖДУ НИМИ 410 Решение проблемы большого числа инженерных специальностей 412 Взаимопроникновение технологий и природы 413 Инженерная деятельность и общество 413 Расширяющаяся дезинтеграция 416 СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ 417 Новое понимание инженерной деятельности 417 Новый подход к подготовке инженеров 419 Решение современных проблем с применением подхода CDIO 421 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 422 ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ 423 ЛИТЕРАТУРА 424

11. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ 428

ВВЕДЕНИЕ 428 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ГЛАВЫ 429 ФАКТОРЫ, СТИМУЛИРУЮЩИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ИНЖЕНЕРНОМ ОБРАЗОВАНИИ 429 Научные открытия и технологические разработки 430 Интернационализация и академическая мобильность 431 Навыки и личностные качества студентов младших курсов инженерных вузов 435 Гендерные вопросы и необходимость привлечения новых групп населения 436 Государственная политика и многосторонность 437 ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ПОДХОДА CDIO 438 Применение подхода CDIO к новым инженерным специальностям 439 Применение подхода CDIO к программам второго и третьего уровней 445 Применение подхода CDIO к неинженерным программам 447 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 449 ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ 451 ЛИТЕРАТУРА 451

Приложение 1: CDIO Syllabus 2.0 452 Приложение 2: CDIO Standards 2.0 476 Над книгой работали 497 12

Предисловие к первому изданию Примечание автора Когда в 2007 г. вышло в свет первое издание книги «Переосмысление инженерного образования: подход CDIO», Чарльз М. Вест уже покинул пост президента Массачусетского технологического института, который он занимал на протяжении 14 лет. В последние годы жизни он являлся также президентом Национальной инженерной академии США. Президент Ч. Вест умер 12 декабря 2013 г. С его уходом инженерное сообщество и инженерное образование потеряли истинного вдохновителя и лидера. Мы публикуем его предисловие без изменений, поскольку изложенные в нем мысли не утратили своей актуальности и значимости до сегодняшнего дня. ПОДГОТОВКА ИНЖЕНЕРОВ ПОСЛЕ 2020 ГОДА Моя карьера развивалась в XX веке — эпохе физики, электроники, высокоскоростной коммуникации и транспорта. Всем нам (и в первую очередь нашим студентам) посчастливилось дожить до вступления в XXI век — эпоху, в которой основную роль, очевидно, будут играть биология и информация. В связи с переменами, которым мы являемся свидетелями, пришло время переосмыслить и инженерное образование. Оглядываясь на более чем 35-летний опыт работы преподавателем инженерного вуза, я понимаю, что многие вещи претерпели кардинальные изменения, а некоторые нисколько не изменились. За последние 35 лет мы столкнулись с необходимостью сделать обучение на первом курсе более захватывающим, обратиться к реальной инженерной практике и привнести в инженерную профессию богатство и разнообразие человеческой деятельности. Современные студенты должны уметь совмещать естественные и информационные науки на нано-, микро- и макроуровнях, владеть профессиональной этикой и ощущать социальную ответственность, быть твор13

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

ческими личностями и новаторами, иметь развитые навыки устного и письменного общения. Студенты должны быть готовы стать гражданами мира и понимать, какой вклад могут внести инженеры в развитие общества. Они должны понимать принципы развития бизнеса, быть экспертами в области разработки и производства продукции, знать, как планировать, проектировать, производить и применять сложные инженерные системы. Они должны вести профессиональную деятельность, применяя принципы устойчивого развития, и быть готовы жить и работать в глобальном мире. Трудная задача… возможно, даже невыполнимая. Но так ли это на самом деле? В стенах Массачусетского технологического института и других вузов я встречаю студентов, способных выполнить все перечисленные требования, и даже больше. Значит, мы должны стремиться к большему. Вопрос лишь в том, каким образом мы сможем включить все обозначенные аспекты в образовательную программу? Что из имеющегося опыта должно быть сохранено, а что необходимо изменить? Задумываясь о предстоящих переменах, важно помнить, что некоторые вещи остаются неизменны. Так, например, студентами по-прежнему движут страсть, любопытство, чувство сопричастности и мечты. И хотя мы не можем точно знать, чему их следует учить, мы можем обратить внимание на условия и контекст образования, а также на идеи, стимулы и реальные проекты, с которыми могут столкнуться выпускники вузов. Другой неизменный фактор — потребность студентов в приобретении прочной научной основы, базовых инженерных знаний и аналитических навыков. С моей точки зрения, глубокие фундаментальные знания по-прежнему остаются наиболее важным преимуществом подготовки инженеров в университете. Наше представление об инженерных принципах было сформировано под воздействием так называемой научно-технической революции. Она зародилась во многом благодаря преподавателям Массачусетского технологического института, которые, используя опыт создания радиолокационных систем во время Второй мировой войны, разработали принципиально новый 14

Чарльз М. Вест, президент Национальной инженерной академии США

15

Предисловие к первому изданию

подход к инженерной профессии и инженерному образованию. Огромным достоянием этой эпохи стал новый мир инженерного образования, созданный при участии многих университетов. Он был построен на прочной научной основе вместо традиционного феноменологического подхода, изучения графиков и инструкций, выполнения лабораторных практикумов. Создатели новой концепции инженерного образования не стремились лишать инженерную деятельность присущего ей азарта, запрещать студентам проектировать и строить, работать в команде и следовать законам этики. Однако что-то было утеряно на новом пути. Сейчас нам предстоит переосмыслить инженерное образование и найти баланс. Возможно, я слишком старомоден, но я по-прежнему убежден, что мастерски спланированные и прочитанные лекции — превосходный метод обучения. Они все еще необходимы. Тем не менее даже мне приходится признать правоту любимого изречения моего друга, лауреата Нобелевской премии по физике 1969 г. Мюррея ГеллМанна: «Нам нужно уходить от мудреца на сцене к гиду, стоящему в стороне». Студийное обучение, командные проекты, решение задач, проведение экспериментов и исследований должны стать неотъемлемыми элементами инженерного образования. Философия подхода CDIO подхватила эти главные особенности современного инженерного образования — увлеченность инженерной деятельностью, глубокое усвоение базовых навыков и понимание вклада инженеров в развитие общества. Подход CDIO позволяет разжечь в наших студентах страсть к профессии. Я советую вам познакомиться с этим комплексным подходом и задуматься о том, как он может повлиять на подготовку специалистов по инженерным программам в вашем вузе.

Предисловие ко второму изданию После выхода в свет первого издания книги «Переосмысление инженерного образования: подход CDIO» количество университетов, применивших подход CDIO хотя бы к одной инженерной программе и присоединившихся к инициативе CDIO, увеличилось в 4 раза. Хотя базовые принципы, положенные в основу подхода, не изменились, в настоящее время область его применения значительно расширилась и включает, например, химическую технологию, биоинженерию, горную промышленность. В последнее время общие принципы подхода CDIO также применяются к программам по менеджменту и к другим областям профессиональной подготовки. Основные документы подхода были пересмотрены. В перечень результатов обучения CDIO Syllabus 2.0 были добавлены два раздела, касающиеся лидерства и предпринимательства. Таким аспектам, как этика, социальная ответственность и устойчивое развитие было уделено большее внимание по сравнению с предыдущей версией перечня, где они не выделялись как отдельные пункты. В стандартах CDIO 2.0 появились рубрики для самооценки. Общая структура глав книги по-прежнему соответствует стандартам CDIO. По сравнению с первым изданием были пересмотрены главы, посвященные вопросам применения подхода, истории и перспективам инженерной деятельности. В главе 1 подход CDIO представлен как направление комплексного реформирования инженерного образования во всем мире. Здесь описаны ключевые особенности подхода: понимание важности обучения в контексте инженерной практики, определение планируемых результатов обучения студентов, разработка учебного плана и применение методик обучения, в которых дисциплинарные знания интегрируются с универсальными, а также профессиональными навыками и личностными качествами. Особенность подхода — проведение исследовательски-ориентированных мероприятий, которые в значительной степени повышают качество высшего инженерного образования. Таким образом, глава 1 16

17

Предисловие ко второму изданию

представляет собой сводный аналитический обзор, предваряющий изложение последующего материала книги. Во втором издании произошло два изменения. Во-первых, в главу 1 из главы 2 был перенесен раздел «Необходимость перемен», чтобы усилить обоснование необходимости нового подхода к инженерному образованию (подхода CDIO) и подчеркнуть актуальность книги. Во-вторых, было дано определение термину «инициатива CDIO». Теперь он используется исключительно для обозначения сообщества, состоящего из более чем 100 университетов, которые сотрудничают в вопросах применения подхода CDIO к инженерным программам. Впервые инициатива CDIO упоминается в главе 8 раздела, посвященного описанию ресурсов, разработанных в целях оказания поддержки применению подхода CDIO. В первом издании книги глава 2 касалась основных отличительных характеристик подхода CDIO, начиная от описания основной задачи и заканчивая целями, видением проблемы и педагогическими принципами подхода. В этой же главе представлены основные положения перечня результатов обучения CDIO и стандартов CDIO, а также способов адаптации и применения подхода, подробно описанные в последующих главах. Название главы «Обзор» изменилось на «Подход CDIO», чтобы подчеркнуть степень детализации описания. Кроме того, был пересмотрен раздел «Требования к реформированию инженерного образования». Обновленный раздел призван объяснить основополагающий принцип подхода CDIO, который заключается в применении модели «планирование—проектирование—производство—применение» как контекста инженерного образования. Наконец, в этой главе подробно рассмотрены пять новых контекстных факторов, которые оказали очевидное влияние на развитие подхода CDIO с момента выхода первого издания: устойчивое развитие, глобализация, инновации, лидерство и предпринимательство. В главе 3 мы подробнее останавливаемся на истории создания и содержании CDIO Syllabus, т.е. системы знаний, навыков и личностных качеств, необходимых современным инженерам и лежащих в основе реформы инже-

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

нерных образовательных программ. Здесь объясняется необходимость формулирования результатов обучения в терминах личностных и межличностных компетенций, навыков создания объектов, процессов и систем, дисциплинарных знаний. В главе 3 произошло три основных изменения. Во-первых, CDIO Syllabus был обновлен и расширен до версии 2.0. Во-вторых, глава была дополнена обсуждением способов включения в CDIO Syllabus 2.0 пяти новых факторов, речь о которых шла в главе 2. В-третьих, был пересмотрен последний раздел главы в целях описания процедуры определения уровня сформированности навыков и уточнения формулировок результатов обучения на основе CDIO Syllabus. Примеры анкетирования заинтересованных сторон, вошедшие в первое издание, сохранены, но подверглись значительным сокращениям. Наш коллега Перри Дж. Армстронг, профессор Королевского университета Белфаста, участвовавший в написании главы 3, к сожалению, скончался после выхода первого издания книги. Однако мы сохранили его имя в числе авторов из благодарности за огромный вклад, который он внес, работая над главой. Мы также благодарны профессору Ливерпульского университета Питеру Дж. Гудхью за обновление примера 3.1. Соответствие CDIO Syllabus стандартам UK-SPEC. В главе 4 обосновывается учебный план, в котором интегрированы инженерные навыки и дисциплинарные знания. Кроме этого, здесь предлагается технология проектирования учебного плана на основе анализа существующей программы и условий ее реализации с применением методов проектирования и внедрения интегрированного учебного плана. На дополнительном рисунке в примере 4.1 представлены компоненты интегрированного учебного плана и сделан акцент на важности интеграции и поступательного движения в процессе обучения. Новый пример, подготовленный нашими коллегами из Сингапурского политехнического института (пример 4.3), демонстрирует интегрированный учебный план, охватывающий все программы вуза. Для большей ясности многие количественные данные были уточнены. 18

19

Предисловие ко второму изданию

Цели главы 5 переформулированы. Глава дополнена разделом, посвященным описанию проектно-внедренческой деятельности и соответствующих педагогических моделей. Вся глава была пересмотрена с позиции знаний и опыта, приобретенных с 2007 г. до настоящего времени. Мы также попытались обобщить свои идеи и убрать ссылки на конкретные программы в области машиностроения и аэрокосмической отрасли, кроме тех случаев, когда это необходимо. В новом разделе более четко проведены аналогии проектно-внедренческой деятельности с существующими педагогическими моделями проблемно-ориентированного и проектно-организованного обучения. Общий акцент сделан на постоянное повышение комплексности результатов обучения и формирование инженерных навыков и компетенций в процессе выполнения нескольких последовательных проектов, предусматривающих приобретение опыта проектно-внедренческой деятельности. С целью устранения неясностей некоторые примеры даны в сокращенном варианте или опущены. В частности, пример 5.1. Модель управления проектами в Университете Линчёпинга исключен, так как он ранее описывался в главе 4. Раздел, посвященный рабочему пространству, стал более ориентирован на функции и обучение, при этом меньше внимания уделяется описанию организационных вопросов и используемого оборудования. Основная цель главы 6 — описание процесса реализации интегрированного обучения на уровне отдельных дисциплин в контексте ожиданий студентов. Здесь предлагается модель конструктивного соответствия, приводятся примеры активного и практико-ориентированного обучения. Наконец, в этой главе описываются способы реализации учебных мероприятий, обладающих большим стимулирующим потенциалом, способных повысить привлекательность инженерного образования. Термин «личностные, межличностные компетенции и навыки создания объектов, процессов и систем» замещен понятием «профессиональные навыки», кроме случаев, когда он встречается в стандартах 7 и 8 CDIO или когда необходима конкретизация значений. Обсуждение концеп-

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

туальных тестов и использование компьютеров при проведении опросов вошли в раздел, посвященный методу перекрестного обучения в соответствии с результатами исследований и сложившейся практикой. Раздел, посвященный поддержке преподавателей, участвующих в процессе внедрения интегрированного обучения, перенесен в одну из последующих глав в рамках общего обсуждения вопросов, связанных с повышением квалификации преподавателей. В главе 7 подчеркивается значение оценки результатов освоения образовательных программ и приведения методов оценивания в соответствие с методами преподавания. Кроме этого, даны примеры различных методов оценки. В этой главе также произошли изменения, способствующие большей ясности изложения и подчеркивающие очевидную взаимосвязь с предыдущей главой «Преподавание и обучение». Модель конструктивного соответствия учебного плана, методов преподавания и оценки, описанная в главе 6, здесь вновь рассматривается сквозь призму оценки. Вместо примера использования портфолио в одном из вузов приводится вариант оценочного листа, который, будем надеяться, найдет свою сферу применения. В завершении главы объясняется взаимосвязь между результатами оценки и непрерывным улучшением, а также описываются основные преимущества и проблемы оценки результатов обучения. В главе 8 приводятся основные факторы, влияющие на успех организационных изменений в вузе и разработку программы CDIO как примера изменения его культуры. Здесь также предлагаются мероприятия, позволяющие лидерам реформы повысить квалификацию преподавателей как в области личностных и межличностных компетенций и навыков создания объектов, процессов и систем, так и в области преподавания и оценивания. Кроме того, в главе 8 описаны ресурсы, способствующие адаптации и применению подхода CDIO к инженерным программам. Два новых примера иллюстрируют, как факторы изменений, описанные в этой главе, повлияли на реформу системы образования на уровне отдельного факультета и университета в целом. 20

21

Предисловие ко второму изданию

Глава 9 посвящена описанию целей и задач оценки программы на основе стандартов CDIO как способа вынесения суждения об успехе применения подхода CDIO в рамках отдельной программы. Здесь речь идет об особенностях оценки программы на основе стандартов и других ключевых вопросах, лежащих в основе оценки программы, разнообразии методов оценки, связей между оценкой, постоянным улучшением и обеспечением качества программ, применяющих подход CDIO. Раздел «Методы сбора данных и оценки программ» был дополнен кратким описанием исследований по оценке эффективности программ студентами. Основным изменением, однако, стало включение в стандарты CDIO рубрик по самооценке. Как и в первом издании, в главе 10 описываются исторические условия появления идеи реформирования инженерного образования с применением подхода CDIO. Здесь обсуждаются основополагающие и часто задаваемые вопросы, касающиеся целей, содержания и структуры инженерного образования. Описание технических вузов и различных подходов к обучению дано с позиции национальных различий и противоречий между теорией и практикой. Глава заканчивается обсуждением современных проблем инженерного образования и задач, стоящих перед ним в связи с ориентацией образования на науку и необходимостью формирования навыков коммуникации и работы в команде, важных для междисциплинарного взаимодействия и проектирования. Здесь обсуждаются новые компетенции, которые должны иметь инженеры в области экологии и климатологии, антропогенной среды, взаимодействия с клиентами, глобализации и предпринимательства. Педагогические приемы, применяемые разными вузами, зависят от страны и традиций, в свете чего актуальность приобретает гибкость подхода CDIO, что позволяет применять его в разных ситуациях. В последней главе дается обзор изменений, происшедших в подходе CDIO после 2007 г., и подчеркивается увеличение количества университетов-партнеров, применяющих данный подход для разработки своих программ. Как и в первом издании, здесь определяются факторы, стимулирующие изменения в инженерном образовании.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

В разделе, посвященном перспективам развития подхода CDIO и предполагаемому расширению инициативы CDIO (сообщества университетов, применивших подход CDIO хотя бы к одной инженерной программе), описываются достижения в областях, намеченных в 2007 г., а также потенциал проекта и направления его развития в будущем. Мы благодарны за вклад наших коллег в написание каждой главы и за предоставленные ими примеры и кейсы. Как всегда, мы ждем комментариев и желаем всем успеха на пути реформирования инженерного образования. Эдвард Ф. Кроули Йохан Малмквист Сорен Остлунд Дорис Р. Бродер Кристина Эдстрем

22

1. ВВЕДЕНИЕ И МОТИВАЦИЯ

ОБОСНОВАНИЕ Задача инженерного образования — подготовка выпускников к успешной профессиональной деятельности, а значит, формирование у студентов предметной компетентности, понимания социального контекста и стремления к инновациям. Для повышения уровня производительности, предпринимательства и лидерства в условиях возрастающей технологической сложности объектов, процессов и систем существенными становятся соответствующие знания, навыки и личностные качества, что обосновывает крайнюю необходимость модернизации содержания базового инженерного образования на уровне бакалавриата. В последние десятилетия ведущие вузы, промышленные и правительственные организации обратили внимание на необходимость реформ и сформулировали свои представления о требуемых компетенциях инженеров. Благодаря этому стало возможно определить основную задачу инженерного образования как подготовку выпускников, способных планировать, проектировать, производить и применять сложные инженерные объекты, процессы и системы с высокой добавленной стоимостью. Ниже мы предлагаем вашему вниманию 12 принципов, способствующих успешному решению поставленной задачи в рамках инженерных образовательных программ. Первый из таких принципов — рассмотрение инженерного образования в контексте реальной инженерной практики: планирования, проектирования, производства и применения объектов, процессов и систем. Второй принцип — привлечение заинтересованных сторон к определению требований к результатам освоения образовательных программ. Для реализации сформулированных таким образом образовательных потребностей нами были разработаны 10 дополнительных принципов, которые в совокупности представляют собой комплекс23

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

ный и широко применимый подход к совершенствованию образовательных программ, методов преподавания, а также инфраструктуры технических вузов, основанный на надежной системе оценивания и постоянного улучшения. Тем самым мы стремимся значительно усовершенствовать содержание базовых инженерных образовательных программ и повысить качество технического образования в мире. НЕОБХОДИМОСТЬ ПЕРЕМЕН Чем занимается современный инженер? Инженеры создают объекты на благо общества. Цитируя Теодора фон Кармана [1], «ученые открывают существующий мир, инженеры же создают мир, которого никогда не было». По определению Устава Британского института гражданских инженеров 1828 г. [2], инженерная деятельность — это «искусство направления больших природных источников энергии на нужды и во благо человека». Несмотря на то что сегодня мы могли бы переформулировать это высказывание, отметив ответственность человека перед природой за распределение ее ресурсов, несомненным остается тот факт, что создание новых объектов, так же как и разумное использование природных ресурсов, остается одной из задач современного инженера. Современные инженеры вовлечены во все этапы жизненного цикла объектов, процессов и систем, которые могут значительно отличаться (быть простыми и невероятно сложными), но имеют одну общую черту: они отвечают потребностям общества. Хорошего инженера отличает умение наблюдать и прислушиваться к требованиям клиента. Он определяет масштаб объекта или системы и помогает разработать общую концепцию. Другими словами, он участвует в планировании создания объекта или системы. Современные инженеры проектируют объекты, процессы и системы, обладающие технологической природой. Иногда они используют прорывные технологии, открывающие новые рубежи и создающие новые возможности. Порой же они используют существующие 24

Необходимость реформирования инженерного образования Задача высшей школы — подготовка выпускников к успешной инженерной деятельности, т.е. формирование у выпускников способности участвовать и со временем руководить всеми этапами планирования, проектирования, производства и применения объектов, процессов, систем и управления проектами. Для этого студенты должны обладать теоретическими и практическими знаниями, понимать ответственность перед обществом и иметь склонность к инновациям. Такие компетенции необходимы для повышения уровня производительности, предпринимательства и лидерства в условиях возрастающей технологической сложности объектов и систем. Во всем мире признается, что студентов технических вузов необходимо лучше готовить к будущей профессиональной инженерной деятельности, что возможно только 25

1. Введение и мотивация

технологии, адаптируя их под изменяющиеся потребности общества. Инженеры руководят и в некоторых случаях участвуют в производстве объектов, процессов или систем. Объекты и системы проектируются инженерами таким образом, чтобы они были легки в производстве и надежны. Для того чтобы приносить пользу обществу, технические объекты и системы должны применяться. Потребительские товары (такие как кухонные печи, машины или ноутбуки) используются обычными людьми. Более сложными системами (например, промышленными печами, самолетами или коммуникационными сетями) управляют профессионалы. Инженеры должны учитывать и планировать применение объекта, процесса или системы уже на этапе проектирования. Для успешного планирования, проектирования, производства и применения объектов, процессов и систем инженеры работают в команде, что требует коммуникативных навыков. Они творчески и критически подходят к решению задач, действуют ответственно и обладают целым рядом других универсальных и профессиональных компетенций.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

при условии системного реформирования инженерного образования. Сегодня в высшей инженерной школе существует две, на первый взгляд, непримиримые точки зрения. С одной стороны, студенты должны освоить постоянно увеличивающийся объем знаний. С другой стороны, возрастает понимание того, что для создания реальных объектов, процессов и систем инженеры должны представлять их производство, обладать широким набором личностных и межличностным компетенций, а также уметь работать в команде. Это противоречие отражает очевидное расхождение во взглядах между преподавателями вузов и представителями профессионального инженерного сообщества, являющимися в итоге работодателями выпускников технических вузов. Академическая общественность традиционно подчеркивает важность наличия глубоких технических знаний. Однако с конца 1970-х — начала 1980-х годов, а затем более активно в 1990-х годах представители промышленности стали выражать озабоченность этим противоречием, обращая внимание на необходимость широкого вбидения перспективы, акцентирующей внимание на личностных и межличностных качествах, а также навыках создания объектов, процессов и систем. В это время между работодателями, правительством и вузами возник диалог, целью которого стало усовершенствование инженерного образования. В ходе совместной работы были проанализированы компетенции выпускников инженерных программ и сформулированы перечни требуемых характеристик современного инженера. В обоих списках прослеживалась неявная критика инженерного образования в отношении излишней теоретизации обучения, в частности, математике, естественным и техническим наукам и недостаточности подготовки к реальной практике, требующей навыков проектирования, работы в команде и коммуникации. Такая критика выявила напряженность в решении главных задач современного инженерного образования: подготовить специалистов в определенных технических областях, что предполагает овладение увеличивающим26

ПРИМЕР 1.1. КТО ТАКОЙ ИНЖЕНЕР? Очевидно, что мировое сообщество в целом и западный мир в частности не вполне удовлетворены текущим положением дел в образовании. Такое недовольство оборачивается шквалом критики в адрес выпускников вузов, которые не умеют читать, писать и не справляются с вычислениями средней степени сложности. Вопрос «По-

27

1. Введение и мотивация

ся объемом профессиональных знаний, и одновременно сформировать у выпускников универсальные личностные и межличностные компетенции и навыки создания объектов, процессов и систем. Во многих странах мира имеются программы, демонстрирующие эту напряженность как результат эволюции инженерного образования за последние 50 лет. Практико-ориентированные инженерные программы превратились в научно-ориентированные программы, имеющие целью дать студентам прочную научную основу для решения перспективных инженерных задач. Следствием такой смены парадигмы стало изменение общей концепции инженерного образования и снижение ценности ключевых навыков и умений, ранее являвшихся отличительной чертой инженерных программ. Таким образом, возникло противоречие между теорией и практикой. Впервые реакция на сложившуюся ситуацию прозвучала в отчете сэра Монти Финнистона правительству Великобритании в 1978 г., известном как «отчет Финнистона» [3]. Несколькими годами позже, в 1984 г., изобретатель аналого-цифрового преобразователя, обладатель Национальной медали США в области технологий Бернард Гордон, являющийся также основателем премии Гордона в области инженерного образования, присуждаемой Национальной инженерной академией США, прямо заявил, что «мировое сообщество… не вполне удовлетворено текущим положением дел в общем [инженерном] образовании» [4]. Ниже приведена выдержка из его обращения к членам ежегодной конференции Европейского общества инженерного образования SEFI (пример 1.1). Двадцать пять лет спустя оно не утратило своей актуальности.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

чему Джонни не умеет читать?», получивший широкую огласку, ярко демонстрирует обеспокоенность общества. Теперь все чаще задают и другой вопрос: «Почему Мистер Инженер не умеет проектировать и создавать?», поскольку руководители компаний и широкая общественность разочарованы недостаточным качеством производимых товаров. Критики инженерного образования любят цитировать жалобы на «продукцию» системы образования: • непропорционально низкая и постоянно уменьшающаяся экономическая отдача от инженерных кадров; • ограниченное и формальное обучение, низкая осведомленность в базовых технических областях; • недостаточная подготовка для формирования инженерных навыков на необходимом уровне; • недостаточное понимание важности точных испытаний и измерений; • низкий дух состязательности и настойчивости; • низкий уровень владения коммуникативными навыками; • недостаточная дисциплинированность на рабочем месте; • страх перед личной ответственностью. В связи с этим необходимо провести переоценку нашего понимания инженерной деятельности, сконцентрировав внимание на содержательной составляющей с тем, чтобы определить, чем, с нашей точки зрения, должны заниматься инженеры в своей профессиональной деятельности, и внедрить новые технологии в методику образования. Определение Я предлагаю считать НАСТОЯЩИМ (т.е. ПРОФЕССИОНАЛЬНЫМ) ИНЖЕНЕРОМ того, кто обрел и постоянно совершенствует знания, навыки и личностные качества в области техники и технологий, коммуникации и человеческих взаимоотношений и кто приносит пользу обществу, теоретически обосновывая, планируя, проектируя и

28

Знания Для настоящего инженера знания не ограничиваются полученной и тем более технической информацией. Процесс познания отличается от процесса приобретения. Поскольку современный инженер может использовать информационные технологии, чтобы мгновенно получить любые существующие в мире данные, настоящий инженер имеет общее представление о необходимых данных и умеет восстанавливать в памяти и обрабатывать необходимые данные для синтезирования новой информации с целью решения поставленной задачи. Принимая во внимание роль инженера как лидера общества, область необходимого знания не должна ограничиваться естественно-научными и техническими дисциплинами. Понимание процессов развития общества через изучение истории, экономики, социологии, психологии, литературы и искусства усиливает значимость инженерного решения. Кроме того, в эпоху «сближения миров» в результате развития коммуникационных технологий нельзя забывать об изучении иностранных языков — аспекте, который часто игнорируется на западном побережье Атлантики. Навыки Навыки настоящего инженера, по сути, сводятся к владению технологиями решения задач проектирования, в которых консолидированные технические и естественно-научные знания применяются с использованием личного творческого потенциала и умений принимать решения, сформированных через обучение и практический опыт. Поскольку инженерные успехи достигаются в командной среде, для лидера и исполнителя крайне важны коммуникативные навыки.

29

1. Введение и мотивация

производя надежные инженерные конструкции и машины, имеющие практическую и экономическую значимость. Чем шире знания, чем разнообразнее и лучше сформированы навыки и чем выше понимание у каждого инженера, тем значимее будут достижения, что, в свою очередь, принесет ему признание в качестве ролевой модели, учителя и лидера.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Эти навыки могут быть сформированы только путем моделирования решений задач или через реализацию реальных проектов под руководством профессиональных инженеров. Однако следует иметь в виду, что никакое количество проанализированных примеров не сможет заменить реальной практики, в частности, по выполнению проекта. Метод кейсов может быть полезным, но его недостаточно для подготовки квалифицированного инженера. Личностные качества Личностные качества настоящего инженера напрямую влияют на качество принимаемых им решений, независимо от задачи. Настоящий инженер руководит различными ресурсами (финансовыми, человеческими, материальными) на всех уровнях инженерной деятельности. Успешному руководителю необходима доля самокритики, при которой сбалансированно сосуществуют эгоизм и альтруизм. Для этого инженер должен иметь такие качества, как любознательность и смелость, реализующиеся в творчестве и инновациях. Успешный руководитель обладает силой, позволяющей отдавать и принимать приказы и стойко реагировать на вызовы рынка, неуклонно стремясь к успеху. Настоящий лидер демонстрирует преданность как своей команде, так и компании и заслуживает уважения членов проектной группы за личную компетентность, терпение и чуткое руководство.

Б.М. ГОРДОН, КОРПОРАЦИЯ ANALOGIC К 1990-м годам критика университетского инженерного образования распространилась по всем миру. Компания Boeing, например, пыталась повлиять на качество инженерного образования, сформировав перечень требуемых характеристик инженера, представленный в примере 1.2. В более широком контексте промышленники развитых стран мира отреагировали семинарами и курсами по усовершенствованию образовательных программ и оказанием влияния на аккредитующие и профессиональные организации. Они также напрямую или 30

ПРИМЕР 1.2. ТРЕБУЕМЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИНЖЕНЕРА • Хорошее понимание основ инженерных наук: — математики (включая статистику); — физики и биологии; — информационных технологий (значительно выше уровня компьютерной грамотности). • Хорошее понимание процессов проектирования и производства. • Междисциплинарный системный подход. • Базовое понимание контекста инженерной практики: — экономики (включая практику деловых отношений); — истории; — окружающей среды; — потребностей клиентов и общества. • Хорошие коммуникативные навыки: — письменной и устной речи, составления графиков, аудирования. • Высокие этические нормы. • Способность к критическому и творческому мышлению (самостоятельному и в команде). • Гибкость, т.е. способность уверенно адаптироваться к быстрым или значительным переменам.

31

1. Введение и мотивация

косвенно через фонды финансировали образовательные инициативы и требовали, чтобы правительство выделило ресурсы для проведения реформ. Такая реакция не была случайной. Кампания развернулась против того, что промышленность считала главной кадровой угрозой, исходящей из университетов. Эти и другие комментарии промышленников объединяет принижение значимости фундаментальных технических и естественно-научных знаний и перечисление широкого спектра навыков, которые обычно включают элементы планирования, коммуникацию, командную работу, этику и другие личностные навыки и характеристики.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

• Любознательность и желание обучаться в течение всей жизни. • Глубокое понимание значимости командной работы.

КОМПАНИЯ BOEING Многие слышали, анализировали и применяли на практике столь же ясно сформулированные требования промышленных компаний. Однако задача повышения качества образования, поставленная работодателями и подхваченная правительствами, остается актуальной. Помимо этого, сохраняется потребность в увеличении количества выпускников инженерных программ. Мы стремимся повысить качество подготовки студентов технических вузов через проведение системной реформы инженерного образования, основанной на применении подхода CDIO к проектированию образовательных программ. ОСНОВЫ ПОДХОДА CDIO Подход CDIO направлен на подготовку всесторонне образованных инженеров, способных планировать, проектировать, производить и применять сложные инженерные объекты, системы и процессы с высокой добавленной стоимостью в современных условиях командной работы. Подход направлен на достижение трех общих целей — подготовить выпускников, способных: • применять базовые технические знания в практической деятельности; • руководить процессом создания и эксплуатации инженерных объектов, процессов и систем; • понимать важность и последствия воздействия научного и технического прогресса на общество. Образование, организованное с применением подхода CDIO, основано на формировании базовых технических знаний в контексте планирования, проектирования, производства и применения объектов, процессов и систем. Мы стремимся разработать эффективные образо32

33

1. Введение и мотивация

вательные программы, интересные студентам и способные привлечь их в инженерное образование, удержать их на программе и в профессии. Планирование, проектирование, производство и применение должны рассматриваться как контекст, а не как содержание инженерного образования. Образовательный контекст — это среда, способствующая пониманию и приобретению знаний и умений. Выбор планирования, проектирования, производства и применения в качестве образовательного контекста соответствует профессиональной деятельности инженера и формирует естественную среду для приобретения основных инженерных навыков. В рамках заданного контекста мы создали комплексный подход к определению образовательных потребностей студентов и разработали последовательность учебных мероприятий, направленных на их удовлетворение. Важная особенность подхода CDIO заключается в том, что он позволяет создать образовательный контекст, который оказывает двойное воздействие на студентов тем, что способствует глубокому пониманию теоретических основ инжиниринга и приобретению практических навыков. Благодаря применению современных педагогических подходов и инновационных методик преподавания создается новая образовательная среда, в которой студенты приобретают конкретный опыт обучения, способствующий осмыслению абстрактных технических понятий и активному применению полученных знаний, что приводит к их пониманию и усвоению. Следовательно, подход CDIO обеспечивает глубокое практическое понимание базовых инженерных знаний. Конкретный опыт обучения также стимулирует формирование личностных и межличностных компетенций и навыков создания объектов, процессов и систем. Чтобы гарантировать достижение поставленных целей, подход CDIO разрабатывался как технологический процесс. Нами была создана комплексная технология определения образовательных потребностей и выработана последовательность учебных мероприятий, направленных на их удовлетворение. Технология и учебные мероприятия легли в основу перечня планируемых резуль-

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

татов обучения, называемого CDIO Syllabus, и стандартов CDIO (CDIO Standards). Конкретные результаты обучения представляются в виде рационального, последовательного и подробного перечня компетенций, необходимых для инженера. Перечень планируемых результатов обучения сформирован по результатам анализа потребностей и исходных документов и прошел экспертную оценку. Квалификационные требования к выпускникам определялись при участии разных потребителей инженерных программ. Сформулированные таким образом результаты обучения служат основой для определения целей, бенчмаркинга, проектирования образовательных программ и оценивания достижений студентов. Стандарты CDIO — это попытка объединить опыт успешных практик в инженерном образовании, выявленных путем сравнительного анализа различных программ по всему миру. Стандарт 1 CDIO устанавливает основной принцип, согласно которому планирование, проектирование, производство и применение рассматриваются как контекст инженерного образования. Стандарт 2 CDIO подчеркивает, что для каждой программы необходимо сформировать широкий перечень результатов обучения с участием потребителей программы. Учебный план программы должен включать взаимосвязанные дисциплины, где обучение предполагает овладение личностными и межличностными компетенциями, а также навыками создания объектов, процессов и систем. Одной из первых дисциплин в программе должен быть курс «Введение в инженерную деятельность», создающий представление об инженерной практике. Помимо этого, программа должна включать несколько учебно-практических заданий по проектированию и созданию технических объектов, выполняемых в современных учебных классах. Учебное пространство должно способствовать практическому обучению, а формирование навыков быть интегрировано в освоение дисциплинарных знаний. Преподаватели должны иметь достаточную педагогическую компетенцию и квалификацию в инженерных областях, а образователь34

35

1. Введение и мотивация

ные программы CDIO — постоянно совершенствоваться через оценку достижений студентов по всем результатам обучения, а также через применение системы оценки качества. Таким образом, в 12 стандартах CDIO определены требования к образовательным программам, которые могут выступать руководством для реформирования и оценки программ, создавать условия для бенчмаркинга и задавать цели в международном контексте, служить отправной точкой для непрерывного улучшения. Подход CDIO возник и получил развитие благодаря сотрудничеству Массачусетского технологического института (США) с тремя шведскими университетами — Технологическим университетом Чалмерса, Королевским технологическим институтом и Университетом Линчёпинга. На сегодняшний день более 100 университетов мира используют подход CDIO для разработки инженерных программ. При создании нового подхода мало что было придумано. В своей работе мы основывались на исследованиях и лучших практиках университетов-партнеров и многих других вузов по всему миру, стремящихся повысить качество инженерного образования. Многие из них внесли важный вклад в развитие проекта. Основной принцип CDIO, например, — определение результатов обучения и использование проблемно- и проектно-ориентированного обучения как неотъемлемых этапов реализации подхода, применимого при проектировании и внедрении образовательной программы. Подход CDIO развивает и систематизирует перспективные идеи с тем, чтобы сформировать набор универсальных методов для широкого применения и разработать открытые ресурсы, которые могут выступать руководством для реформирования инженерного образования. Мы понимаем, что в большинстве случаев университеты не располагают значительными финансовыми и кадровыми ресурсами, и призываем к использованию общедоступных открытых источников, позволяющих внедрить систему непрерывного совершенствования. Подход CDIO не является нормативом и должен быть адаптирован с учетом специфики конкретной програм-

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

мы — ее целей, национального, общеуниверситетского и дисциплинарного контекста. Подход CDIO легко совмещается с другими реформами высшего образования. Однако в отличие от стандартов национальных аккредитующих организаций, устанавливающих цели, мы предлагаем несколько возможных решений комплексной задачи по реформированию инженерного образования. Многие университеты мира развиваются параллельно нашему проекту и вносят существенный вклад в общее дело. Другие уже провели собственные независимые реформы согласно 12 стандартам CDIO. Но мы всегда можем становиться лучше, устранять свои недостатки, помогать другим в том, в чем сами являемся лидерами, и предвосхищать постоянно меняющиеся потребности студентов и общества. КНИГА Лежащая перед вами книга писалась как введение к подходу CDIO. Это практическое руководство, содержащее достаточное количество информации, чтобы познакомить вас с его высокими целями, философией и основными идеями, объяснить исторические и социальные предпосылки. На страницах книги вы найдете ссылки на более подробные ресурсы в виде других книг, материалов семинаров и веб-сайтов. Общий обзор подхода CDIO продолжится в главе 2. В ней будут подробно описаны причины возникновения подхода, его цели, задачи, педагогические принципы и основные этапы применения. Глава 3 посвящена описанию процессов определения необходимых компетенций инженера и формулирования результатов обучения выпускников инженерных программ. В главах 4–6 более подробно рассмотрены учебный план, рабочее пространство студента и подходы к обучению. Методы оценивания достижений студентов, определения качества программы и система постоянного совершенствования обсуждаются в главах 7–9. Авторы книги также обращаются к истории, чтобы проиллюстрировать необходимость реформы в инженерном образовании и обосновать свое видение его будущего. 36

1. Von Kármán T. Dictionary of Scientific Quotations / ed. by A.L. Mackay. L.: CRC Press, 1994. 2. The Royal Charter. The Institution of Civil Engineers. L., 1828. . Accessed November 11, 2013. 3. Finiston M. Engineering Our Future: Report of the Committee of Inquiry into the Engineering Profession. L.: HMSO CMND 7794, 1980. 4. Gordon B.M. What is an Engineer? Invited Keynote Presentation, European Society for Engineering Education (SEFI) Annual Conference. Germany: University of Erlangen–Nürnberg, 1984.

37

1. Введение и мотивация

ЛИТЕРАТУРА

2. ПОДХОД CDIO

ВВЕДЕНИЕ Задача инженерного образования — подготовка выпускников, которые «умеют проектировать и создавать», т.е. обладают инженерными навыками и глубокими знаниями технических основ. Для достижения поставленной цели разработчики и руководители образовательных программ должны непрерывно повышать качество инженерных программ уровня бакалавриата. За последние 30 лет со стороны промышленности и правительства предпринимались неоднократные попытки описать необходимые результаты в терминах атрибутов выпускников инженерных программ. Проанализировав различные мнения, нам удалось сформулировать основную задачу инженерных вузов как подготовку выпускников к планированию, проектированию, производству и применению комплексных инженерных объектов, процессов и систем с высокой добавленной стоимостью в современных условиях командной работы. Подход CDIO предлагает путь, следуя которому инженерное образование сможет обеспечить решение основной задачи. Подход базируется на трех предпосылках, отражающих его цели, видение и педагогические принципы. • Для решения основной задачи необходимо акцентировать внимание на формировании базовых технических знаний, рассматривая процесс планирования, проектирования, производства и применения объектов, процессов и систем как контекст инженерного образования. • Результаты обучения студентов должны быть сформулированы при непосредственном участии заинтересованных сторон и достигаться путем последовательной реализации комплекса учебных мероприятий, имеющих практический характер (т.е. способных погружать студентов в ситуации, с которыми сталкиваются инженеры в своей профессиональной деятельности). 38

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ГЛАВЫ Цели главы 2: • представление основной цели, задачи и видения проблемы и педагогических принципов подхода CDIO; • анализ контекста инженерного образования; • ознакомление с перечнем результатов обучения CDIO и стандартами CDIO; • описание механизма применения подхода CDIO. ПОДХОД CDIO Подход CDIO — один из путей реформирования современного инженерного образования. В его основе лежит несколько ключевых идей, касающихся прежде всего обоснования необходимости реформирования и постановки целей инженерного образования. Центральная идея подхода — видение проблемы и рассмотрение жизненного 39

2. Подход CDIO

• При правильном подходе к разработке комплекса учебных мероприятий они будут оказывать двойное действие, формируя у студентов необходимые личностные и межличностные компетенции, а также навыки создания объектов, процессов и систем, одновременно стимулируя освоение технических знаний. В главе 2 подробно обсуждаются главные особенности подхода CDIO, начиная с анализа целей, задач, видения и педагогических принципов, ранее упомянутых в главе 1. Структура первого раздела главы 2 во многом определяет организацию других глав книги. Второй раздел главы 2 посвящен основному принципу похода CDIO, заключающемуся в рассмотрении планирования, проектирования, производства и применения как контекста инженерного образования. В третьем разделе описываются методы адаптации и реализации подхода CDIO при разработке инженерной программы и подчеркивается необходимость рассмотрения образовательной реформы как процесса организационных изменений в университете.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

цикла инженерного процесса как контекста инженерного образования. Реализации подхода способствуют особые педагогические принципы. Более подробно эти ключевые идеи описаны в разделе «Подход CDIO». Основная задача Работа над созданием подхода CDIO началась с анализа мнений представителей промышленности о целях подготовки студентов инженерных программ, сформулированных, как правило, в виде списков необходимых атрибутов профессиональных инженеров, включающих предметные знания, соблюдение правил этики, умение эффективно общаться и т.д. Как правило, эти списки отражают лишь потребности компаний и не предлагают анализа ситуации, в связи с чем не приводят к желаемому эффекту. Попытавшись объединить подобные «списки», мы пришли к выводу, что они формировались в первую очередь исходя из базовой и рациональной потребности общества в инженерах. Таким образом, отправной точкой нашей работы стало формулирование основной задачи инженерного образования. Мы считаем, что выпускник технического вуза должен уметь планировать, проектировать, производить и применять комплексные инженерные объекты, процессы и системы с добавленной стоимостью в современных условиях командной работы.

Другими словами, мы должны готовить инженеров, которые способны проектировать и создавать. Выпускники инженерных программ должны решать инженерные задачи и участвовать в принятии инженерных решений при работе в инженерных организациях, а также быть ответственными и разумными членами общества. Планирование, проектирование, производство и применение — это модель жизненного цикла объектов, процессов и систем. От нее возникло название подхода — CDIO: Conceive, Design, Implement and Operate (планировать, проектировать, производить и применять). CDIO — не единственная 40

Цели Поход CDIO направлен на достижение трех общих целей — подготовить выпускников, способных: 1) применять базовые инженерные знания в практической деятельности; 2) руководить процессом создания и эксплуатации технических объектов, процессов и систем; 3) понимать важность и последствия воздействия научного и технического прогресса на общество. Рассмотрим цели образования, определенные с позиции подхода CDIO, более детально. Ц ель 1. Инженерное образование должно быть акцентировано на овладении знаниями технических основ, так как университеты закладывают базу для дальнейшего обучения. Разработанный нами подход ничем не преуменьшает значимость технических основ или потребность студентов в их освоении. Мы лишь подчеркиваем важность практических знаний и концептуальное понимание предметной области. При этом концептуальное понимание — это способность применять знания в разных рабочих ситуациях и условиях [1]. Это не запоминание фактов и определений и не просто применение концептуальных принципов (например, первого закона термодинамики). 41

2. Подход CDIO

существующая подобная модель, но она транслирует общую идею участия инженера во всех этапах жизненного цикла продукции. Под объектами, процессами и системами подразумевается множество решений и результатов работы инженера. Добавленная стоимость понимается нами как дополнительная стоимость, созданная на определенном этапе разработки или производства. Современная командная среда дает возможность выполнения функций инженера в междисциплинарной и международной организации с применением современных технологий. Сформулировав ключевую задачу на основе модели «планирование—проектирование—производство—применение», сформулируем конкретные цели образования.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Концептуальное понимание скорее относится к идеям, имеющим непреходящую ценность. Оно открывает возможности для вовлечения студентов в процесс обучения. В традиционном обучении часто практикуется принцип передачи знаний, при котором студенты осваивают знания, пассивно прослушивая лекции. Подход CDIO ставит целью вовлечение студентов в создание собственного знания и разоблачение своих заблуждений. Переход от устоявшегося принципа передачи знаний к концептуально новому подходу в преподавании трудноосуществим. Мартон и Сэльё назвали обучение по принципу передачи знаний «поверхностным подходом» и противопоставили его более глубокому подходу [2]. В табл. 2.1 представлены адаптированные материалы семинара Мартона и Сэльё, разработанные на основе работ Гиббса [3, 5] и Рэма [4]. Таким образом, подход CDIO, формулирующий цель образования как подготовку студентов, способных освоить глубокое практическое знание технических основ, призван изменить сложившуюся практику преподавания и уйти от обучения по принципу передачи знаний. Этому вопросу посвящена глава 6. Ц ел ь 2. Университеты должны готовить студентов, способных руководить созданием и применением техниче-

Таблица 2.1. Сравнение поверхностного и глубокого подходов в обучении Поверхностный подход

Глубокий подход

Чрезмерное количество материала в учебной программе

Понимание студентами необходимости глубокого обучения

Относительно большой объем аудиторной нагрузки

Мотивирующий контекст

Недостаток возможностей для глубокого освоения дисциплин

Систематизированная база знаний

Недостаточное разнообразие дисциплин и методов обучения

Активное участие студентов и наличие выбора

Вызывающая тревогу и пугающая система оценивания

Оценивание, основанное на применении имеющихся знаний и навыков в незнакомых ситуациях

Конкурентная среда

Взаимодействие и сотрудничество

42

43

2. Подход CDIO

ских объектов, процессов и систем. Таким образом, признается необходимость подготовки студентов к будущей профессиональной деятельности. Потребность создавать и применять новые технические объекты, процессы и системы диктует необходимость формирования личностных и межличностных навыков и умений создавать объекты, процессы и системы. Личностные навыки и качества подразумевают такой образ мышления, как, например, аналитическое рассуждение и решение задач, проведение экспериментов, системное, критическое и творческое мышление. Личностные качества и их атрибуты включают целостность, ответственность, любознательность и желание принимать решения в условиях неопределенности. К межличностным навыкам относятся взаимодействие с другими людьми и работа в команде. Знания и умения, относящиеся к созданию объектов, процессов и систем, включают планирование, проектирование, производство и применение объектов, процессов и систем с учетом требований предприятия, общества и окружающей среды. Более подробно результаты обучения, вытекающие из цели 2, обсуждаются в главе 2 и являются центральной идеей главы 3. Ц ель 3. Университеты должны готовить студентов, способных понимать значение и влияние научных и технологических открытий на стратегию развития общества. В решении проблем общество во многом опирается на деятельность ученых и инженеров. Однако необходимо помнить, что научные и технологические открытия неотделимы от социальной ответственности и должны развиваться в направлении технологий устойчивого развития. Выпускники инженерных программ должны ясно осознавать роль науки и технологий в развитии общества, чтобы принять эту ответственность. Цель 3 также учитывает, что часть выпускников не станут профессиональными инженерами и продолжат деятельность в качестве исследователей в промышленных, правительственных и образовательных организациях. Несмотря на различия в интересах, обучение в контексте развития объектов, процессов и систем будет полезно всем студентам. Во-первых, они извлекут выгоду из углубленного изучения технических

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

основ, на которое указывает цель 1. Во-вторых, исследователи должны понимать взаимосвязь между их работой и ее влиянием на конечный объект или систему. Успешные исследователи все чаще получают признание не только за сделанные открытия, но и за вклад в развитие общества. Таким образом, студентам, стремящимся стать учеными и исследователями, необходимо понимать, как технология реализуется в объектах и процессах, и уметь оценить и повысить практическую значимость своей работы. Цели 1 и 2 отражают противоречие, сложившееся в инженерном образовании между необходимостью формирования знаний дисциплинарных основ и инженерных навыков. Многие преподаватели высшей школы соглашаются, что обе цели важны, но расходятся в понимании того, сколько времени необходимо посвятить обучению каждой составляющей. Напряженность в отношениях между необходимостью формирования знаний дисциплинарных основ и инженерных навыков возрастает, если обучение строится по модели передачи знаний с фиксированным максимальным уровнем эффективности передачи и фиксированной продолжительностью обучения. В основе подхода CDIO лежит альтернативный взгляд на образование, позволяющий разрешить сложившееся противоречие. Мы считаем, что освоение дисциплинарных основ может быть усилено в условиях формирования личностных и межличностных компетенций, а также навыков создания объектов, процессов и систем. Видение проблемы Чтобы разрешить ситуацию, нами был выработан системный взгляд на инженерные программы. Подход CDIO предусматривает овладение базовыми техническими знаниями в контексте планирования, проектирования, производства и применения объектов, процессов и систем. Исходя из этого, мы сформулировали следующие постулаты. • Обучение должно строиться вокруг четко сформулированных целей образовательной программы и результатов 44

•

•

•

Обучение, организованное в соответствии с перечисленными постулатами, будет оказывать двойное воздействие на студентов тем, что способствует глубокому освоению базовых технических знаний и приобретению практических инженерных навыков. Студенты будут обучаться через ряд комплексных учебных мероприятий, часть из них будет носить практический характер, т.е. погружать студентов в ситуации, с которыми сталкиваются инженеры в своей профессиональной деятельности. При правильном подходе к разработке комплексных учебных мероприятий они будут оказывать двойное действие, формируя у студентов необходимые личностные и межличностные компетенции, а также навыки создания объектов, процессов и систем, одновременно стимулируя освоение базовых знаний. В следующих разделах мы подробно остановимся на семи компонентах образовательных программ: контексте, предметных знаниях (основах), результатах обучения, учебном плане, практическом обучении, активном обучении и оценивании. Пл а нирован и е, про е кт и ро ван и е, п р ои з в од ство и применение как контекст инженерного о б ра зова ния. Авторы уверены, что модель «планирование—проектирование—производство—применение» должна служить контекстом инженерного образования. 45

2. Подход CDIO

•

обучения студентов, определенных при участии заинтересованных сторон. Учебный план программы должен включать взаимосвязанные дисциплины, где обучение предполагает овладение личностными и межличностными компетенциями, а также навыками создания объектов, процессов и систем. Учебные мероприятия должны включать практические занятия по разработке и применению объектов и систем в образовательной среде, составляющие основу экспериментального-практического инженерного обучения. Помимо практических занятий по разработке и применению объектов и систем, активное и практическое обучение должно быть частью лекционных курсов. Система оценивания должна быть комплексной.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

При этом образовательный контекст понимается как среда, способствующая обучению. Иными словами, культура обучения, приобретаемые навыки и формируемые личностные компетенции должны способствовать пониманию того, что роль инженера в обществе — это планирование, проектирование, производство и применение продуктов инженерной деятельности. Выбор планирования, проектирования, производства и применения в качестве образовательного контекста обусловлен рядом важных причин. Во-первых, это естественный контекст, т.е. он соответствует профессиональной деятельности инженера. Во-вторых, в естественной среде CDIO легко сформировать необходимые инженерные навыки. И в-третьих, данный контекст способствует не только приобретению навыков, но и освоению базовых технических знаний. Применение модели «планирование— проектирование—производство—применение» либо другой модели жизненного цикла инженерной продукции в качестве контекста инженерного образования настолько важно, что стало первым из 12 стандартов CDIO. Этот основополагающий принцип более подробно обсуждается во второй части главы 2. Необходимо отметить, что жизненный цикл объекта или системы — это контекст, а не содержание инженерного образования. Это означает, что не каждому инженеру необходимо быть специалистом по разработке. Инженер может иметь предметные знания в машиностроении, электроэнергетике или химии, однако эти знания должны быть приобретены в контексте, обеспечивающем освоение навыков и умений, необходимых для проектирования и применения объектов. Вывод о том, что планирование, проектирование, производство и применение должны стать естественным контекстом инженерного образования, настолько очевиден, что невольно напрашивается вопрос: почему эта модель не является таким контекстом повсеместно уже сегодня? Ответ в том, что в инженерных вузах работают, как правило, не инженеры-практики, а инженеры-исследователи. Они производят новое инженерное знание, следуя редукционистскому подходу, поскольку благодаря ему значи46

47

2. Подход CDIO

тельно вознаграждаются усилия отдельных лиц. В инженерной практике, напротив, применяется системный подход для производства инженерных объектов, процессов и систем, при котором важна работа команды. Тем не менее необходимо подчеркнуть, что практический контекст используется для глубокого освоения базовых инженерных знаний. Таким образом, необходимо понимать, что изменение контекста образования основывается на изменении общей культуры образования. Можно возразить, что такие перемены невозможны в условиях университета. По сути, сложившаяся на текущий момент напряженная ситуация в инженерном образовании многих стран является именно результатом такой трансформации. До 1950-х годов, а в ряде стран и позже, преподавателями вузов были практикующие инженеры. Образование было сугубо практическим. В 1950-х годах началась техническая революция, благодаря которой в университеты пришли молодые ученые, а 1960-е годы XX столетия можно назвать «золотым веком» инженерного образования. Студентов одновременно обучали преподаватели старой практико-ориентированной школы и молодые инженеры-ученые. Однако к 1970-м годам представители старшего поколения вышли на пенсию и их повсеместно заменили ученые-теоретики. Иными словами, культура и контекст инженерного образования коренным образом изменились и стали научно-ориентированными. Гла вное в н и м ан и е — о с во е н и ю осн ов. Целью изменения общей парадигмы инженерного образования было стремление дать студентам теоретические основания для решения неизвестных технических задач в будущем. Ни в коем случае не преуменьшая значимости перехода инженерного образования от практики к науке и признавая огромный вклад научных изысканий, поведенных за последние полвека, необходимо отметить, что следствием такой трансформации стало изменение культуры инженерного образования. Понимание ценности важнейших практических навыков и умений, формирование которых являлось ранее отличительным признаком инженерного образования, резко снизилось. Не случайно

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

в 1980-х годах многие развитые страны мира стали отмечать изменение качества знаний и недостаточное владение навыками и умениями у выпускников инженерных программ. Когда обеспокоенность, выраженная промышленными компаниями в 1980-х годах, не возымела никакого действия, реакция промышленников в 1990-х стала более заметной, о чем уже упоминалось ранее. Эволюцию состава преподавателей инженерных программ можно проследить и по соотношению учебных мероприятий, направленных на обучение техническим основам и формирование личностных, межличностных и процессуальных навыков, а также навыков создания объектов и систем. Такая эволюция схематично представлена на рис. 2.1. До 1950-х годов инженерное образование носило преимущественно практический характер, к 1960-м годам XX века между двумя аспектами установился определенный баланс, а к 1980-м годам укоренилась новая модель обучения, акцентирующая внимание на освоении базовых технических знаний. Данная тенденция представлена в виде компромиссной кривой, поскольку, в связи с тем что обучение является технологией передачи информации, наличие ограничений в производительности и времени позволяет передать лишь ограниченный объем знаний. Если следовать этой модели обучения, возникает естественный вопрос: что следует Личностные, межличностные компетенции и навыки создания систем

До 1950-х гг.: Практика 2000-е гг.: CDIO

1960-е гг.: Наука и практика 1980-е гг.: Наука

Дисциплинарные знания

Рис. 2.1. Эволюция инженерного образования

48

ПРИМЕР 2.1. НЕОБХОДИМЫЕ АТРИБУТЫ CDIO С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ

ВЫПУСКНИКОВ ПРОГРАММ

ПРОМЫШЛЕННЫХ КОМПАНИЙ

По моим оценкам, наиболее важное качество потенциальных выпускников программ CDIO — это способность применять инженерные навыки при наличии ответственного понимания соответствия выполненной работы реальным потребностям общества. Для этого не-

49

2. Подход CDIO

убрать из программы, чтобы найти место формированию практических навыков? Мы считаем, что существуют альтернативные модели обучения, отличные от модели передачи информации, которые позволяют избежать очевидного конфликта. Подход CDIO — это попытка создать такое образование, которое позволит осваивать постоянно увеличивающийся объем предметных знаний и одновременно приобретать универсальные навыки, необходимые для успешной инженерной деятельности. Ре зульта ты о бу ч е н и я. Первой конкретной задачей на пути создания модели образовательной программы с применением нового подхода стала разработка и систематизация атрибутов, необходимых современному инженеру. Для решения этой задачи были созданы рабочие группы из преподавателей инженерных программ, студентов и представителей промышленности с целью найти ответ на вопрос: каким набором знаний, практических навыков и характеристик должны обладать выпускники инженерных вузов? Приведем пример содержательного ответа, полученного от участника одной из рабочих групп Рэя Леопольда, бывшего вице-президента и главного технолога подразделения по глобальным телекоммуникационным решениям (Global Telecom Solutions Sector) компании Motorola (пример 2.1). По результатам деятельности рабочих групп и с учетом предложений представителей промышленности, государственных структур и вузов требования к выпускникам университетов были представлены в виде перечня результатов обучения, известного как CDIO Syllabus. Описание и обоснование перечня результатов обучения изложены в главе 3.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

обходима успешная реализация проектов (в широком смысле) с участием инженеров и представителей других профессий. Инженер должен быть способен находить не только технические, но и потенциально успешные экономические решения, уметь оценить стоимость проекта. Выпускник инженерного вуза должен уметь не только генерировать гениальные идеи, но и применять их на практике. Как часть этого процесса, выпускники инженерных программ должны иметь более полное представление о прибыли, которую они приносят своей организации. Им необходимы развитые личностные компетенции, способность работать в команде с другими инженерами и специалистами из других областей. Профессионализм инженера основан не только на широте и глубине предметных знаний, но и на собственном опыте применения личностных и профессиональных компетенций. В своих компаниях мы обычно стремимся определить, чтó человек знает, какой вклад он может внести в общее дело, каковы перспективы компании от сотрудничества с ним и насколько человек соответствует корпоративному духу. Часто мы отказываем в работе высококвалифицированным специалистам, которые не могут продемонстрировать личностные качества, необходимые для работы в нашей команде, или чей возможный рост ограничен узкой технической областью. Нам необходимы глубокие технические знания, но они должны находиться в контексте. И нам также необходима способность работать в команде. Во время интервью я часто задаю вопросы, позволяющие понять характер человека, например: «Опишите случай, когда в период учебы вам приходилось: • решать задачу с коллегой, который не был заинтересован в общем результате; • повторно оценивать предложенный проект; • перестраивать свой рабочий график, чтобы уложиться в сроки». Выпускник программы CDIO должен уметь уверенно отвечать на такие вопросы, а его ответы должны

50

Р. ЛЕОПОЛЬД, КОРПОРАЦИЯ MOTOROLA Как видно из табл. 2.2, результаты обучения студентов были разделены в CDIO Syllabus на четыре группы. 1. Дисциплинарные знания и понимание. 2. Личностные компетенции и профессиональные навыки. 3. Межличностные компетенции: работа в команде и коммуникация. 4. Планирование, проектирование, производство и применение систем в контексте предприятия, общества и окружающей среды — инновационный процесс. Эти группы непосредственно соотносятся с основной задачей инженерного образования, определенной ранее, — подготовить выпускников, способных: планировать, проектировать, производить и применять (группа 4) комплексные инженерные объекты, процессы и системы с добавленной стоимостью (группа 1) в современных условиях командной работы (группа 3) и являющихся ответственными и разумными членами общества (группа 2).

Знания, навыки и личностные качества, вошедшие в категории 2–4, описаны как личностные и межличностные навыки, а также навыки создания объектов, процессов и систем. Первая группа «Дисциплинарные знания и понимание» характеризует содержание отдельных инженерных направлений подготовки. Группы 2–4 применимы к любым инженерным программам. Результаты обучения каждой группы далее были декомпозированы на втором, третьем и четвертом уровнях детализации. Перечень тем для изучения в рамках отдельных дисциплин, приведенный на втором уровне, был согласован с экспертами в каждой предметной области (большинство согласований проводилось в отноше51

2. Подход CDIO

не только иметь прямое отношение к заданному вопросу, но и демонстрировать более широкое понимание проблемы.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Таблица 2.2. Второй уровень детализации CDIO Syllabus (версия 2.0) 1. ДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ЗНАНИЯ 3. И ПОНИМАНИЕ

МЕЖЛИЧНОСТНЫЕ КОМПЕТЕНЦИИ: РАБОТА В КОМАНДЕ И КОММУНИКАЦИЯ

1.1. БАЗОВЫЕ НАУЧНЫЕ ЗНАНИЯ 1.2. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ 3.1. РАБОТА В КОМАНДЕ ИНЖЕНЕРНЫЕ ЗНАНИЯ КОММУНИКАЦИЯ 3.2. 1.3. УГЛУБЛЕННЫЕ ИНЖЕНЕРНЫЕ ЗНАНИЯ, МЕТОДЫ 3.3. КОММУНИКАЦИЯ И СРЕДСТВА НА ИНОСТРАННЫХ ЯЗЫКАХ 2. ЛИЧНОСТНЫЕ КОМПЕТЕНЦИИ И ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ НАВЫКИ 2.1. АНАЛИТИЧЕСКОЕ МЫШЛЕНИЕ И СПОСОБНОСТЬ РЕШАТЬ ЗАДАЧИ 2.2. ЭКСПЕРИМЕНТИРОВАНИЕ, ИССЛЕДОВАНИЕ И ПРИОБРЕТЕНИЕ ЗНАНИЙ 2.3. СИСТЕМНОЕ МЫШЛЕНИЕ 2.4. УНИВЕРСАЛЬНЫЕ КОМПЕТЕНЦИИ И ЛИЧНОСТНЫЕ КАЧЕСТВА 2.5. ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ КОМПЕТЕНЦИИ И ЛИЧНОСТНЫЕ КАЧЕСТВА

4.

ПЛАНИРОВАНИЕ, ПРОЕКТИРОВАНИЕ, ПРОИЗВОДСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМ В КОНТЕКСТЕ ПРЕДПРИЯТИЯ, ОБЩЕСТВА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ — ИННОВАЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС

4.1. ВНЕШНИЙ, СОЦИАЛЬНЫЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТЕКСТ 4.2. ДЕЛОВОЙ КОНТЕКСТ 4.3. ПЛАНИРОВАНИЕ 4.4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ 4.5. ПРОИЗВОДСТВО 4.6. ПРИМЕНЕНИЕ 4.7. РУКОВОДСТВО ИНЖЕНЕРНЫМИ ПРОЦЕССАМИ 4.8. ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВО

нии CDIO Syllabus 1.0, в котором отсутствовали пункты 4.7 и 4.8). Для обеспечения системности CDIO Syllabus был жестко привязан к документам, определяющим требования к инженерному образованию и необходимые атрибуты выпускников. Нашим стремлением было представить CDIO Syllabus в виде обоснованного и последовательного набора навыков, основанного на анализе требований заинтересованных сторон к выпускникам инженерных вузов. Более полный документ — CDIO Syllabus 2.0 — приведен в приложении. CDIO Syllabus может быть использован при планировании результатов обучения лишь как рекомендация или 52

53

2. Подход CDIO

модель. Для каждой образовательной программы необходим собственный перечень результатов обучения, который, возможно, будет сформирован путем адаптации содержания CDIO Syllabus. Результаты обучения студентов по каждой отдельной программе обязательно должны быть согласованы с основными потребителями программы. В инженерном образовании существует четыре основные категории потребителей или заинтересованных сторон: студенты, представители промышленности, преподаватели и общественные организации. Результаты обучения студентов по каждой программе должны отражать интересы всех четырех категорий ее потребителей. Промышленные компании как конечные потребители и работодатели выпускников обладают знаниями относительно необходимых атрибутов будущих выпускников, т.е. являются источником знаний о долгосрочных интересах студентов. Студенты — непосредственные потребители образовательных услуг и арбитры потребительских нужд. Преподаватели университетов обеспечивают передачу и формирование знаний, навыков и личностных качеств и обогащают программу своим видением потребностей студентов. Широкая общественность устанавливает требования к инженерному образованию (в том числе квалификационные требования) и акцентирует внимание на нуждах общества через национальные и аккредитационные стандарты. Таким образом, все четыре категории заинтересованных сторон обладают собственным важным мнением о целях инженерного образования. Для формулирования тем и навыков в терминах измеримых результатов обучения, составивших CDIO Syllabus, нами были предложены способы привлечения потребителей программы с целью определения необходимого квалификационного уровня по каждому разделу CDIO Syllabus. Описанию способов привлечения заинтересованных сторон посвящена глава 3. Помимо этого, подход CDIO отвечает на вопрос, каким образом можно обеспечить формирование перечисленных навыков у студентов, и обосновывает необходимость радикального изменения структуры программы и содержания дисциплин, образовательной среды, методов обучения и методов оценивания достигнутых результатов.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Модернизация учебного плана Для достижения двойной цели (формирования глубокого практического знания технических основ и способности руководить процессом создания и эксплуатации новых объектов, процессов и систем) необходимо модернизировать учебный план инженерных программ. Мы не можем рассчитывать на продление срока обучения, увеличение продолжительности семестров, дополнительные ресурсы и другие изменения, касающиеся учебного плана. По этой причине необходимо научиться по-новому распоряжаться имеющимися ресурсами. Сложность состоит в том, чтобы разработать интегрированный учебный план. Необходимо таким образом использовать учебное время, чтобы студенты осваивали глубокие практические знания технических основ, одновременно приобретая личностные и межличностные компетенции, а также навыки создания объектов, процессов и систем. Мы не должны надеяться на случайность и обязаны разработать ясный план действий, обеспечивающий формирование необходимых навыков у студентов. Он может потребовать изменений в структуре учебного плана и включения в него дополнительных возможностей для обучения за пределами программы и университета. Вероятно, придется также разработать новые учебные материалы. В процессе реформирования образовательных программ в качестве организующей структуры учебного плана предлагается по-прежнему рассматривать отдельные дисциплины. Однако в учебный план необходимо внести два существенных изменения. Во-первых, дисциплины, составляющие учебный план, должны быть согласованы между собой и дополнять друг друга, как это происходит в реальной инженерной практике. Во-вторых, формирование личностных и межличностных компетенций, а также навыков создания объектов, процессов и систем должно стать неотъемлемой частью обучения. Для разработки нового учебного плана необходимо провести анализ существующей ситуации с тем, чтобы определить наличие взаимосвязей между дисциплинами и условий для формирования навыков, а также выявить 54

• Курс «Введение в инженерную деятельность», создающий основу для последующего обучения, стимулирующий интерес и создающий мотивацию студентов к инженерной деятельности. • Традиционные дисциплины, согласованные между собой и демонстрирующие необходимость междисциплинарного подхода. • Финальный проект, позволяющий студентам продемонстрировать умение планировать, проектировать, производить и применять объекты, процессы или системы. Только при наличии этих компонентов учебный план будет обеспечивать формирование необходимых навыков. Новый учебный план также должен включать выполнение других проектов, прохождение практик и стажировок на базе промышленных предприятий, что обеспечит дополнительное время для формирования навыков и обогатит опыт. В результате интегрированный учебный план будет состоять из последовательных хорошо спланированных учебных мероприятий, направленных на достижение студентами целей образовательной программы. Более подробно процесс разработки интегрированного учебного плана рассмотрен в главе 4. Пра ктич ес ко е о бу ч е н и е и образовательное п ро стра н ство. Инженеры создают и производят объекты, процессы и системы. Включая в обучение регулярные практические занятия по разработке и применению объектов и систем, составляющие основу экспериментальногопрактического инженерного образования, мы помогаем студентам освоить базовые технические знания и приобрести навыки создания и производства новых систем. В связи с тем, что потребность в приобретении личностных и межличностных компетенций, а также навыков создания объектов, процессов и систем обусловлена необходимостью работы в команде, практические занятия и проекты создают естественную среду для формирования необходимых навыков. В программе CDIO практиче55

2. Подход CDIO

пробелы и повторы. Интегрированный учебный план должен включать три обязательных компонента.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

ский опыт планирования, проектирования, производства и применения является неотъемлемой составляющей учебного плана и обязательно интегрируется во вводные курсы и финальные проекты. Финальный проект реализуется на стыке нескольких дисциплин и предполагает планирование, проектирование, производство или применение объекта, процесса или системы. Обучение теоретическим основам в контексте практического опыта обеспечивает понимание студентами прикладной значимости и ограничений теоретических знаний. Для того чтобы обеспечить понимание студентами модели «планирование—проектирование—производство— применение» как контекста образования, желательно обновить материально-техническую базу и создать современное образовательное пространство, поддерживающее и организованное на основе данной модели. Так, образовательное пространство, созданное в контексте планирования, должно стимулировать студентов к взаимодействию и пониманию потребностей других людей, а также обеспечивать возможность для анализа и формирования общей концепции. Чаще всего такое пространство не имеет специального оборудования. Помещения, используемые для проектирования и производства, создают условия для приобретения опыта командного проектирования с использованием цифровых технологий, знакомства с современными средствами производства и применением аппаратного и программного обеспечения. Наиболее сложно организовать на базе университета среду для применения объектов, процессов и систем. Однако возможность обучить студентов применению собственных разработок и результатов учебных проектов обеспечивается средствами моделирования. Непосредственный опыт может быть дополнен моделированием реальных процессов и электронным доступом к производственным объектам. Кроме того, образовательное пространство должно обеспечивать и другие виды активного и практического обучения, такие как эксперимент, лабораторное исследование и социальное взаимодействие. Образовательная среда должна способствовать образованию студенческих команд и реализации совместных видов деятельности. 56

• Повышение доли активного и практического обучения. • Внедрение комплексных учебных мероприятий, обеспечивающих освоение студентами дисциплинарных знаний и одновременное формирование необходимых личностных и межличностных компетенций, а также навыков создания объектов, процессов и систем. Исследования в области педагогики подтверждают, что применение методов активного обучения значительно повышает уровень достижения результатов обучения у студентов. Активным обучением называется такое обучение, при котором студенты непосредственно вовлечены в образовательный процесс. Активное обучение применительно к лекционным курсам может означать включение заданий на осмысление услышанного, проведение групповых дискуссий и обратную связь со студентами касательно изучаемого материала. Активное обучение приобретает практический характер, когда студенты моделируют реальные ситуации профессиональной инженерной деятельности, — например, выполняют проекты по разработке и применению объектов и систем, анализируют реальные ситуации (метод изучения кейсов). Необходимость повсеместного использования активных и практических методов обучения продиктована стремлением повысить мотивацию студентов к глубокому освоению базовых инженерных знаний. Возникающее в результате понимание основных технических концепций и способов их применений — предвестник инноваций. 57

2. Подход CDIO

Вопросам практического обучения и образовательного пространства посвящена глава 5. А ктивное и практ и че с ко е о бу ч е н и е. Рассмотрев содержание обучения, обратимся к вопросу методики преподавания. Для достижения двойной цели (формирования глубоких предметных знаний и развития навыков) необходимо перераспределить время, отведенное на освоение программы, и применить лучший опыт обучения ко всем мероприятиям программы. Определив образовательные потребности студентов, мы рекомендуем следующие изменения в подходах к обучению.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Комплексные учебные мероприятия необходимы для эффективного использования времени, отведенного на освоение программы. Комплексное обучение — это такое обучение, которое обеспечивает освоение знаний в предметной области при одновременном формировании личностных и межличностных компетенций, а также навыков создания объектов, процессов и систем. Таким образом, образование достигает двух целей. Комплексное обучение происходит в процессе реализации практических занятий по разработке и применению объектов и систем и ряда других учебных мероприятий. Знания в предметной области позволяют студентам правильно решать задачи, а включение в программу учебных мероприятий, направленных на формирование универсальных компетенций, необходимо для того, чтобы научить студента решать правильные задачи. Подход CDIO позволяет развивать навыки формулирования, оценивания, моделирования и решения задач. Проблемно-ориентированное обучение, основанное на глубоком знании технических основ, обеспечивает комплексное обучение. Другими формами интегрированного обучения могут быть, например, объединение коммуникации и работы в команде с заданием по инженерной дисциплине, глубокое изучение узкой темы с использованием особых исследовательских методов или одновременное обсуждение профессиональной этики и технических аспектов инженерной задачи. Важная характеристика комплексного обучения — подражание преподавателям как ролевым моделям в обсуждении универсальных компетенций и утверждении их значимости для выбранной профессии. Активное, практическое и комплексное обучение подробно рассмотрено в главе 6. Оце нива н и е. Для управления реформированием образования нужна жесткая система оценивания, включающая два компонента: • оценивание достижений студентов в освоении дисциплинарных знаний, а также развитии личностных и межличностных компетенций и навыков создания объектов, процессов и систем происходит через оценивание результатов обучения; 58

Эффективная оценка достижений студентов основана на оценивании планируемых результатов обучения, т.е. знаний, умений и личностных качеств, которые должны приобрести студенты в результате освоения образовательной программы. При оценивании достижений студентов определяется уровень достижения каждым студентом определенных результатов обучения. К методам оценивания достижений студентов относятся письменные и устные экзамены, выступления с устными докладами и презентациями, перекрестная студенческая оценка, самооценка и портфолио. В подходе CDIO практикуется личностно-ориентированный принцип оценивания, при котором оценивание согласуется с целями образовательной программы и результатами обучения, осуществляется с использованием различных методов сбора информации о достижениях студента и способствует созданию благоприятной и дружественной образовательной среды. Цель оценивания — подтверждение уровня овладения студентом знаниями в предметной области и уровня сформированности личностных и межличностных компетенций, а также навыков создания объектов, процессов и систем, о чем речь пойдет в главе 7. Оценка программы позволяет сформировать мнение об общем качестве программы на основании данных о постепенном достижении целей программы. Методы сбора данных заимствованы из лучших практик оценивания программ и включают различные виды анкетирования абитуриентов, студентов и преподавателей. При регулярном анализе результатов анкетирования со стороны преподавателей, студентов, административного персонала, выпускников и других заинтересованных лиц их мнение используется при принятии решений относительно развития программы и ее непрерывного совершенствования. Оценка программы и непрерывное усовершенствование обсуждаются в главе 9. 59

2. Подход CDIO

• оценивание программы, в том числе сбор и анализ информации, характеризующей общее качество и результаты образовательной программы.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Педагогические принципы Детально обсудив основные цели и видение подхода CDIO, обратимся к его третьему ключевому элементу и рассмотрим педагогические принципы. Мы считаем, что реформирование инженерного образования в соответствии с видением CDIO позволит разрешить конфликт между двумя основными целями образования: формированием глубокого практического знания технических основ и способности руководить процессом создания и применения объектов, процессов и систем. Эта уверенность основана не только на предыдущем опыте, но также на анализе существующих теорий и моделей обучения. Для того чтобы понять, как можно улучшить преподавание, нами были проанализированы все имеющиеся у нас знания о том, как обучаются студенты. Как и у большинства детей и взрослых, обучение у студентов инженерных программ направлено от практики к теории. Однако у современных абитуриентов нет практического опыта ремонта автомобилей или конструирования радиоприемников, с каким поступали в университеты представители предыдущих поколений. Кроме того, реформы инженерного образования во второй половине XX века привели к исчезновению значительной части практических занятий из образовательных программ технических университетов. В результате современные студенты инженерных программ обладают лишь незначительным практическим опытом, на который накладываются инженерные теории. Недостаточность практического опыта повлияла на способность студентов понимать абстрактную теорию, из которой состоит большинство дисциплинарных основ, и не позволяет им увидеть способы применения и практическую значимость теоретических знаний. Подход CDIO основан на практическом изучении теории, уходящем корнями в конструктивизм и теорию когнитивного развития. Теоретики когнитивного развития, среди которых одним из самых влиятельных был Жан Пиаже [6], выявили, что процесс познания зависит от ста60

• Процесс обучения, по сути, является обучением студентов применению ранее сформированных когнитивных структур к новому содержанию. • В связи с тем, что студенты не могут научиться применять когнитивные структуры, которые у них еще не сформированы, базовая когнитивная архитектура должна сформироваться самостоятельно. • Попытка преподать знания, которые выходят за рамки текущей стадии когнитивного развития, — пустая трата времени как преподавателя, так и студента [7]. Теория когнитивного развития, социальная психология и теория социального учения стали историческими предшественниками конструктивизма, согласно которому знание — это результат содержания, контекста, деятельности и целей познающего субъекта. Конструктивисты считают, что познающий субъект создает внутренние конструкции знаний, к которым затем присоединяет новые понятия. Познающий субъект обучается, активно конструируя собственное знание, проверяя новые понятия в отношении предыдущего опыта, применяя их в новых ситуациях и интегрируя в уже имеющееся знание. Основная функция обучения состоит в создании условий для интерпретации новых данных и оказании помощи в конструировании содержательных соединений между знаниями. Теории конструктивизма и «социального научения» были применены при разработке нескольких образовательных программ и моделей обучения. Одна из таких моделей — экспериментальное обучение активно используется в подходе CDIO. Экспериментальное обучение может быть определено как процесс создания и трансформации опыта в знание, навыки, личностные качества, ценности, эмоции, убеждения и чувства. В работах, посвященных 61

2. Подход CDIO

дии развития человека. Идеи Ж. Пиаже и последователей его теории когнитивного развития легли в основу трех важных принципов, имеющих значение для инженерных образовательных программ.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

экспериментальному обучению, Д. Колб описывает шесть особенностей экспериментального обучения [8]. • Обучение следует рассматривать как процесс. Знание формируется и постоянно изменяется под воздействием личного опыта. • Обучение — постоянный процесс, основанный на практическом опыте. Студент приступает к изучению, имея в разной степени сформированные представления об изучаемой теме, многие из которых могут оказаться ложными. • В процессе обучения необходимо разрешить конфликт между противостоящими способами адаптации к миру. Студенту нужны разные умения, варьирующиеся от наличия конкретного опыта до понимания абстрактных понятий и от пассивного наблюдения до активного экспериментирования. • Обучение — целостный процесс адаптации к миру. Обучение не ограничивается стенами учебной аудитории. • Обучение предполагает взаимодействие студентов с реальным миром. • Обучение — процесс формирования знания и соответствует пониманию процесса познания в конструктивистской традиции. Особенности обучения, сформулированные Д. Колбом, позволяют лучше понять одну из центральных идей подхода CDIO — создание учебных мероприятий, оказывающих двойное действие. Реализуя практические учебные мероприятия, разработанные в целях формирования профессиональных умений, возможно формирование личностных и межличностных компетенций, а также навыков создания объектов, процессов и систем. Иными словами, учебные мероприятия позволяют студентам создавать конструкции знаний, используемые для понимания и освоения абстрактных технических понятий. Практические занятия также предполагают активное применение знаний, которое закрепляет понимание и способствует запоминанию. Таким образом, обеспечивается достижение конечной цели — приобретения практического знания технических основ. 62

Следующий раздел призван объяснить, обосновать и доказать эффективность применения модели «планирование—проектирование—производство—применение» как контекста инженерного образования. Этот основополагающий принцип подхода CDIO настолько важен для понимания, что стал первым из 12 стандартов CDIO.

СТАНДАРТ 1 CDIO «CDIO КАК КОНТЕКСТ ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ» Принятие принципа, согласно которому развитие и реализация жизненного цикла объектов, процессов и систем происходит в рамках модели «планирование— проектирование—производство—применение» (модель 4П). Модель 4П определяет контекст инженерного образования.

Следует отметить, что стандарт 1 CDIO не призывает рассматривать модель 4П как единственный контекст инженерного образования. Скорее, он обращает внимание на необходимость подготовки выпускников инженерных программ в контексте общего принципа жизненного цикла объектов, процессов или систем, одним из возможных примеров которого является модель 4П. Описание основного принципа CDIO начнем с изучения контекста профессиональной инженерной деятельности, от которого перейдем к контексту инженерного образования. Рассмотрение процесса обучения студентов инженерных программ в каком-либо контексте способствует так называемому контекстному обучению. Контекстное обучение — тщательно проработанная образовательная модель, положенная в основу подхода CDIO. В этом разделе будут кратко изучены исторические причины возникновения контекстного обучения, а также представлены важнейшие особенности и преимущественные характеристики этой образовательной модели. 63

2. Подход CDIO

МОДЕЛЬ « ПЛАНИРОВАНИЕ — ПРОЕКТИРОВАНИЕ — ПРОИЗВОДСТВО — ПРИМЕНЕНИЕ » КАК КОНТЕКСТ ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Контекст профессиональной инженерной деятельности Прежде чем обратиться к контексту инженерной деятельности, необходимо описать значение понятия «контекст». Этот термин можно определить как «условия» или «события», формирующие среду, в которой что-либо существует или происходит и которая способствует пониманию существующего или происходящего. Данное определение состоит из двух частей и обращает внимание на наличие сопутствующих факторов, а также на способность сопутствующих факторов объяснять или интерпретировать происходящее. Другими словами, чтобы понять и оценить проект здания, архитектору необходимо изучить окружающие его дома. Для понимания организационного решения, принятого командой, необходимо проанализировать проблему и традиции, управляющие организацией. Иными словами, основное значение контекста — обстоятельства и среда, способствующие пониманию. CD IO к а к м одель жизненного ц и к л а и н же н е р ной п род у к ц и и. Для определения контекста инженерной деятельности необходимо понять, что представляет собой этот вид деятельности. Центральная задача инженерной деятельности — планирование, проектирование, производство и применение объектов, процессов и систем, которые ранее не существовали и которые прямо или косвенно необходимы обществу или определенной его части. Для определения любых продуктов, создаваемых инженерами, мы используем термины «объекты», «процессы» и «системы». При этом под объектами понимаются любые предметы, обладающие материальной ценностью. Под процессами — действия, направленные на достижение цели. Под системами — группы объектов и процессов, объединенных с целью получения определенного результата. Термины «объекты», «процессы» и «системы» используются вместо длинного списка продуктов — результатов инженерной деятельности, которые также определяются как инженерные решения. Так, например, инженерыстроители и инженеры-технологи имеют дело с предприятиями, проектами и производством промышленной 64

Таблица 2.3. Четыре этапа жизненного цикла инженерного решения Планирование

Анализ потребностей заинтересованных сторон, выбор технологии, учет действующих норм и разработка концепции, технического проекта и бизнес-плана

Проектирование Детальное описание проекта, создание чертежей и алгоритмов, описывающих конечные объекты, процессы или системы Производство

Преобразование проекта в готовый объект, процесс или систему, включающее стадии изготовления изделия, программирования, тестирования и проверки

Применение

Полезное использование произведенного объекта, процесса или системы, включая техническое обслуживание, совершенствование, переработку и демонтаж объекта, процесса или системы

65

2. Подход CDIO

продукции, в то время как биоинженеры и инженерыхимики создают новые молекулы и крупные структуры, а материаловеды разрабатывают новые материалы. Результат деятельности специалиста по вычислительной технике и инженера-электрика — программное обеспечение, компьютерные системы, устройства и сети. Для упрощения и стандартизации терминологического аппарата во всех главах книги используются термины «объекты», «процессы» и «системы» для определения любых технических решений, применяемых инженерами. Независимо от конкретной профессиональной области основная задача инженера — проектирование и принятие инженерных решений, как показано в табл. 2.3. Проектирование подразумевает разработку чертежей и алгоритмов, описывающих конечные объекты, процессы или системы. На этапе производства проектирование трансформируется в готовое техническое решение и проходит стадии изготовления изделий, программирования, тестирования и проверки. Желательно, чтобы инженеры также участвовали в планировании и принятии решения о проектировании и производстве продукции, для чего необходимо понимать потребности заинтересованных сторон и общества, уметь выбрать подходящую технологию и выработать стратегию принятия инженерных ре-

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

шений, соответствующих определенным требованиям. Этот этап определен в модели 4П как планирование, т.е. выявление потребности и возможности ее удовлетворения. Планирование — важный этап инженерной деятельности, отличный от проектирования. Планирование — процесс принятия решения о том, что будет в дальнейшем спроектировано. С другой стороны, чтобы приносить пользу, практически все инженерные решения должны быть использованы на практике. Потребительские товары (такие как автомобили и бытовая техника) используются обычными людьми. Более сложными системами управляют профессионалы, в том числе инженеры, участвующие в техническом обслуживании, ремонте, совершенствовании, развитии, переработке и демонтаже систем. Даже принимая решения, которыми инженеры не будут самостоятельно пользоваться в дальнейшем, они должны учитывать этап эксплуатации. В подходе CDIO этап эксплуатации называется применение. Весь процесс от планирования через проектирование и производство до применения объекта, процесса или системы представляет собой жизненный цикл любого инженерного решения. Термины «планирование», «проектирование», «производство» и «применение» были выбраны для подхода CDIO, так как они применимы в любых областях инженерной деятельности. Более подробно каждый из этапов жизненного цикла инженерного решения представлен в табл. 2.4. В спиральной модели жизненного цикла продукта между перечисленными этапами существует множество итераций. Наиболее наглядно четыре этапа жизненного цикла продукции прослеживаются на примере отдельных электрических, механических и информационных объектов, процессов и систем, в том числе автомобилей, самолетов, кораблей, программного обеспечения, компьютерной техники и коммуникационных устройств. Инженерытехнологи занимаются непосредственно планированием, проектированием, внедрением и управлением процессами промышленного производства объектов и систем. Другие инженеры планируют, проектируют, разрабатыва66

67

Разработка концепции

• Требования • Функции • Концепции • Технологии • Архитектура • Структура платформы • Позиционирование на рынке • Нормы • План поставок • Обязательства

Определение миссии

• Бизнесстратегия • Технологическая стратегия • Потребности заинтересованных сторон • Цели • Конкуренты • Структура программы • Бизнес-план

Планирование

• Распределение требований • Разработка модели • Анализ системы • Декомпозиция системы • Требования к интерфейсу

Поготовка начального проекта

Создание элемента системы

• Производство изделий • Программирование • Подбор источников • Тестирование элементов • Доработка элементов

• Проектирование элементов • Проверка требований • Анализ ошибок и недочетов • Финальный проект

• Сборка системы • Тестирование системы • Доработка • Сертификация • Линейное производство • Поставка

Сборка и проверка

Производство

Поготовка финального проекта

Проектирование

Развитие

2. Подход CDIO

• Улучшение • Продажа системы и доставка • Расширение • Использосемейства вание продуктов • Логистика • Демонтаж • Клиентская поддержка • Техническое обслуживание и ремонт • Переработка • Обновление

Содержание

Применение

Таблица. 2.4. «Планирование—проектирование—производство—применение» как модель жизненного цикла объекта, процесса или системы

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

ют и реализуют сети и системы таких объектов, в том числе создают транспортные и коммуникационные системы. В процессе разработки программного обеспечения инженеры планируют, разрабатывают, пишут и используют компьютерные алгоритмы и программы. На химических предприятиях и в похожих областях инженеры планируют, проектируют, строят и эксплуатируют оборудование или отдельные объекты. Инженеры-химики и биохимики создают разнообразную химическую и фармацевтическую продукцию. Подобные этапы планирования, проектирования, производства и эксплуатации существуют в гражданском строительстве. Аналоги модели «планирование—проектирование— производство—применение» могут быть найдены и в процессе проведения научного исследования. Когда исследователь находит пробел в существующем знании и формулирует цель или выдвигает гипотезу, он занимается планированием. За этим этапом, как правило, следует проектирование процесса исследования и проведения экспериментов. Производство и применение обычно совмещаются в этапах проведения исследования, анализа данных и представления результатов. При правильном рассмотрении общая парадигма планирования, проектирования, производства и применения распространяется на все основные виды деятельности большинства инженеров. В целях проекта CDIO для четырех этапов создания объектов, процессов и систем используются термины «планирование», «проектирование», «производство» и «применение». Эвол юция профессионального инженерного контекста. Помимо задач, решаемых инженерами, контекст профессиональной инженерной деятельности включает также широкий перечень целей и процессов. Интересно отметить, что одни характеристики контекста инженерной деятельности оказываются достаточно стабильными, в то время как другие быстро меняются. К контекстным факторам, которые подверглись лишь незначительному изменению за последние 50 лет, относятся: • внимание к проблемам клиентов и общества; • создание новых объектов, процессов и систем; 68

За последние 50 лет мы также можем наблюдать изменения в инженерной деятельности. К вновь появившимся контекстным факторам относятся: • устойчивое развитие — изменение парадигмы от эксплуатации природных ресурсов до их разумного использования с учетом потенциала для удовлетворения потребностей будущего поколения; • глобализация — международная конкуренция, сотрудничество и мобильность инженерных кадров; • инновации — акцент на создании новых товаров и услуг; • лидерство — восприятие инженеров как лидеров организаций; • предпринимательство — создание новых предприятий и, как следствие, влияние на региональную экономику. Рассмотрим каждый из элементов, недавно вошедших в контекст профессиональной инженерной деятельности, подробнее. Устойчивое разви т и е. Устойчивое развитие относится к долгосрочному благосостоянию с точки зрения окружающей среды, экономики и жизни общества и подразумевает разумное руководство, т.е. ответственное управление ресурсами. Устойчивое развитие — одна из задач общества, которая отражается в национальных и международных правовых нормах, городском планировании и транспорте, образе жизни человека и общества, а также этике потребления. Пути устойчивого развития очень разнообразны: от изменения условий жизни до переоценки методов работы и развития новых технологий, позволяющих снизить уровень потребления природных ресурсов. Современные инженеры должны быть готовы 69

2. Подход CDIO

• участие инноваций и новых технологий в формировании нашего будущего; • междисциплинарный подход к выработке решения; • потребность в инженерах, способных работать в команде, эффективно общаться и руководить работой группы; • потребность в эффективной и рентабельной работе в рамках имеющихся ресурсов.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

создавать и применять объекты, процессы и системы, способствующие устойчивому развитию. Они должны уметь решать технологические задачи и применять коммерческие методы для улучшения глобальной экономической, социальной и климатической ситуации. Глоб а лиза ц и я. Под глобализацией подразумевается снижение барьеров, препятствующих развитию глобальной экономики. В результате глобализации возникают сложные и подвижные системы коммуникации, производства, оказания услуг и торговли, охватывающие все мировое пространство. Конкуренция и взаимодействие коммерческих компаний все чаще приобретают глобальный масштаб. Современные организации выходят за национальные и международные границы и отличаются сложными динамическими структурами, элементы которых в значительной степени зависят друг от друга. В связи с этим инженерам нужны не только технические компетенции, но и понимание глобальных условий, культурных различий и знакомство с трудовой этикой [9]. Промышленные компании хотят видеть выпускников вузов, обладающих глобальными компетенциями и способностью работать в международной корпоративной среде [10, 11]. В современных условиях выпускники инженерных программ должны быть готовы не только к работе, но и к мировому масштабу деятельности, т.е. должны быть способны решать глобальные инженерные задачи для разных людей и обществ. Образовательные программы должны подготовить студентов к работе в условиях глобализации. По результатам недавно проведенного в Австралии исследования общемировым требованием стали интернационализация содержания и контекста инженерных образовательных программ и повышение уровня академической мобильности студентов и ученых [12]. Иннова ци и. Инновация — это успешное использование новых идей. Применительно к инженерам инновация предполагает использование новых идей и технологий для создания новых объектов и услуг. Для этого проектной команде необходимо понимать действие рыночных сил, успешно развивать и использовать новые технологии, а также проектировать и применять новые объекты, про70

71

2. Подход CDIO

цессы и системы, которые затем должны быть успешно позиционированы на рынке и проданы. Тема инноваций интересна по двум причинам. С точки зрения ведения бизнеса инновация открывает дорогу к новым рынкам, большим объемам продаж, повышенной рентабельности и более надежному будущему. Для правительственных структур инновация — это источник экономического здоровья и конкурентоспособности. Инженерные аспекты инноваций уже прочно вошли в контекст инженерной практики. Акцент на создание новых продуктов ставит перед инженерами задачу быть более креативными и эффективными в планировании, проектировании, производстве и применении, не изменяя радикально содержания инженерной деятельности. Для того чтобы подчеркнуть эту связь, раздел 4 CDIO Syllabus 2.0 (см. табл. 2.2) был назван «Планирование, проектирование, производство и применение систем в контексте предприятия, общества и окружающей среды — инновационный процесс», где упоминание инноваций подчеркивает истинную природу инженерной деятельности. Лид е рство. П. Нордхаус [13] определяет лидерство как «процесс, в котором человек влияет на других членов группы ради достижения общей цели». Лидерство определяется не только и не столько занимаемой должностью и полномочиями, сколько влиянием на тех, над кем лидер часто не имеет официальной власти. Лидерство как общая способность и процесс проявляется в бизнесе, политике, науке и инженерной практике. В течение многих лет инженеры оставались лидерами на предприятиях, потому что инженерные знания были необходимы для принятия решений. В конце XX века ведущие позиции на предприятиях заняли менеджеры, не обладающие техническими знаниями, но принимающие важнейшие решения. Некоторые полагают, что это изменение привело к снижению эффективности инновации. Во многих странах мира наблюдается обеспокоенность текущей ситуацией и бытует мнение, что инженеры должны вновь занять лидирующие позиции в инженерных компаниях. Это вовсе не означает, что они должны возглавить предприятия. Однако они должны участвовать

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

в принятии решений наравне с руководителями компаний, определяющими их политику и стратегию экономического развития, и управлять техническими процессами. Как станет понятно из главы 3 раздела 4 CDIO Syllabus 2.0 был дополнен результатами обучения, относящимися к лидерству. Предпринимательство. Слово «предпринимательство» первоначально возникло для описания процесса выполнения новой задачи, но постепенно стало использоваться для обозначения процесса создания новой промышленной компании. Предприниматели одновременно занимаются инновациями, т.е. производством новых продуктов, а также создают и финансируют новые предприятия. Во многих регионах предпринимательство значительно способствует появлению новых рабочих мест и экономическому развитию, в связи с чем активно поддерживается органами управления и университетами. С точки зрения предпринимателя, предпринимательство связано с высоким риском и обладает высокой прибыльностью. Всему миру хорошо известны примеры успешных высокотехнологичных предприятий, вдохновляющих новое поколение на свершения. Помимо дефицита ресурсов, отсутствия сложных процедур и острой необходимости в достижении быстрого успеха в производстве первой продукции, рабочие процессы в предпринимательской компании мало чем отличаются от любой другой деятельности в инженерном контексте. Особенности предпринимательской деятельности, в том числе вопросы создания предприятия и привлечения капитала, рассматриваются в главе 3 как возможность расширения границ CDIO Syllabus. Контекст инженерного образования Определив контекст профессиональной инженерной деятельности, необходимо также описать контекст инженерного образования. В образовании под контекстом подразумевается среда, способствующая приобретению знаний и умений. Образовательный контекст включает практический опыт студентов, мотивирующие факторы 72

внимание к проблемам заинтересованных сторон; создание объектов, процессов и систем; применение новых изобретений и технологий; акцент на умение находить решение, а не на владение дисциплинарными знаниями; • работа в команде; • эффективная коммуникация; • использование ресурсов.

• • • •

Также необходимо знакомить студентов с новыми элементами контекста — устойчивым развитием, глобализацией, инновациями, лидерством и предпринимательством, которые должны быть учтены при разработке образовательных программ. Именно это требование предъявляется стандартом 1 CDIO. Как уже упоминалось выше, разработчики подхода CDIO не считают, что планирование, проектирование, производство и применение должны стать содержанием инженерного образования, и практически единогласны во мнении, что в университетах студенты должны осваивать базовые технические знания и предметы своего направления подготовки — машиностроения, гражданского строительства, биоинженерии и т.д. Однако очевидно, что содержание дисциплин легче понять в соответствующем контексте, и что развитию личностных и межличностных навыков, а также навыков создания систем способствует обучение в контексте CDIO. А л ьте р н а т и в н ы е контекст ы, о с н ов а н н ые н а м одел и жизненного ц и к л а. «Планирование—проекти73

2. Подход CDIO

и возможность практического применения изученного материала. CD IO к а к контекст инженерного об р а з ов а н и я. Если формировать образовательный контекст на основе контекста профессиональной инженерной деятельности, последствия такого изменения для образования достаточно ясны, а именно — оно должно определяться постоянными, не зависящими от времени особенностями профессионального контекста, такими как:

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

рование—производство—применение» — одна из моделей жизненного цикла объектов, процессов и систем. Другие модели жизненного цикла также могли бы стать контекстом инженерного образования. Существует мнение, что именно проектирование составляет основу инженерной деятельности. И хотя проектирование, несомненно, очень важно, выделение этого вида деятельности в качестве контекста приведет к пренебрежению важной функции инженеров в изобретении новых объектов и систем, разработке новых технологий, их производству и эксплуатации. По этой причине полный жизненный цикл объекта, процесса или системы больше соответствует роли контекста инженерного образования. Тем не менее модель 4П — не единственная возможная модель жизненного цикла объектов и систем. В этой модели, построенной по принципу «сверху вниз», создание новых объектов и систем происходит в ответ на потребности заинтересованных сторон и общества. Зачастую потребности клиентов и общества в создании нового объекта формируются как результат появления новой технологии или изобретения. Например, для развивающейся науки биоинженерии преподаватели Массачусетского технологического института разработали модель «Measure—Model—Manipulate—Make», представляющую основные этапы создания новой биомолекулы. На первом этапе создания биомолекулы проводится оценка имеющегося в природе строительного материала, который затем используется при моделировании. Имея модель, можно планировать и проводить манипуляции со строительными блоками для создания нового «решения». Эта общая модель 4М описывает профессиональный контекст для студентов и определяет отличие биоинженеров от биологов. В качестве контекста образования возможно использование другой модели, которая окажется более подходящей для определенной области инженерной деятельности, чем модель «планирование—проектирование—производство—применение». Например, Т-модель, состоящая из пяти элементов, которую Университет Лёвена (Бельгия) определил контекстом своих образовательных программ. Первые три элемента — инженерная деятельность, пред74

1. Этот контекст отражает профессиональную деятельность инженера. 2. Этот контекст обусловливает перечень компетенций, которые промышленные компании хотят видеть у выпускников. 3. Это естественный контекст для формирования необходимых компетенций. 4. Этот контекст способствует лучшему овладению базовыми техническими знаниями. В данном разделе кратко рассматриваются первые три пункта. Обсуждению более общей четвертой причины посвящен следующий раздел. Участие современных инженеров в некоторых или во всех этапах планирования, проектирования, производства и применения объектов и систем, составляющее первую причину, уже обсуждалось в предыдущих разделах. Поступая в университет, студенты желают стать инженерами и понимают, что эти этапы определяют основные виды инженерной деятельности. Они испытывают разочарование и теряют мотивацию к обучению от нехватки профессионального контекста в образовании. Погружая инженерное образование в контекст профессиональной 75

2. Подход CDIO

принимательство и образование — определяют роль инженера в обществе. Остальные элементы — окружающая среда (включает весь окружающий мир) и согласованность (умение выйти за пределы и увидеть взаимосвязь вещей) — обладают еще большей широтой [14]. Будет ли это модель 4П, либо вариант, подобный тем, что разработали для себя преподаватели Массачусетского технологического института или Университета Лёвена, важным остается тот факт, что обучение студентов протекает в контексте жизненного цикла объектов, процессов или систем. Прич ины и с польз о ван и я жизненного ц и к л а объе ктов к а к контекст а инженерного об р а з ов ания. Существует четыре причины, почему жизненный цикл системы (планирование, проектирование, производство и применение) должен стать контекстом инженерного образования.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

практики, мы обучаем студентов тому, чем на самом деле занимаются инженеры на благо человечеству. Вторая причина может быть доказана значительным и комплексным участием представителей промышленных компаний в формулировании навыков, которыми должны обладать выпускники, о чем речь шла в главе 1. Промышленные компании высказали пожелание, чтобы в образовательных программах больше внимания уделялось формированию навыков, необходимых инженерам в их профессиональной деятельности. Все промышленники, принявшие участие в разработке подхода CDIO, единодушны во мнении, что программы должны формировать знания, навыки и личностные качества, необходимые для успешной профессиональной деятельности, подчеркивая значимость базовых дисциплинарных знаний. Потребность в знаниях и навыках определяется в контексте профессиональной деятельности. Третья причина менее очевидна. Теоретически студенты могут самостоятельно овладеть необходимыми навыками и личностными качествами в процессе освоения инженерных знаний, но такой подход может оказаться малоэффективным. Что может быть более естественным способом формирования у студентов необходимых навыков, чем погружение образования в контекст разработки объектов, процессов и систем, т.е. контекста, в котором в дальнейшем выпускники вузов будут применять полученные навыки? Педагогический потенциал образовательно го контекста, основанного н а ж и з н е н н ом ц и к л е объе ктов , п р о ц е ссо в и систем. Четвертой причиной определения жизненного цикла объектов, процессов и систем как контекста инженерного образования стало то, что он обеспечивает лучшее усвоение базовых дисциплинарных знаний. Обучение становится более эффективным, когда учебные мероприятия проводятся в среде, способствующей интерпретации и пониманию. В образовании этот подход получил название контекстного обучения. Принцип контекстного обучения во многом основан на последних открытиях в когнитивистике. Согласно теории контекстного обучения, обучение возмож76

• знакомство с новыми концепциями происходит в реальных и знакомых студентам ситуациях; • концепции в задачах и упражнениях даются в контексте их применения; • знакомство с новыми концепциями происходит в контексте уже известного студентам материала; • примеры описывают правдоподобные ситуации, воспринимаемые студентами как важные для их настоящей или будущей жизни; • учебные мероприятия способствуют применению концепций и навыков в соответствующем контексте, подготавливая студентов к возможному будущему, например работе в неизвестной компании [16]. Причины применения контекстного обучения очень убедительны. Это подход способствует выбору будущей профессии и мотивирует к продолжению обучения по соответствующей программе. Образовательная среда, построенная в контексте профессиональной деятельности, раскрывает студенческие умы и взращивает мыслящих и активных членов общества и сотрудников. Кроме того, контекстное обучение учит студентов контролировать свои знания, обеспечивая формирование навыка самообучения. Преимущества и примеры контекстного обучен ия. Контекстное обучение имеет ряд преимуществ, существенных для инженерного образования. Помимо ранее упомянутых достоинств, благодаря этому подхо77

2. Подход CDIO

но только тогда, когда студенты могут применить новое знание к собственным ранее сформированным когнитивным структурам. Последователи этой теории считают, что разум естественным образом стремится понять значение из контекста, т.е. текущей ситуации, в которой оказался обучающийся, через установление логичных и полезных связей [15]. О соб е нно ст и контекстного о бу ч е н и я. Выросшее из конструктивистской теории «научения» и когнитивистики, контекстное обучение обладает рядом особенностей:

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

ду новые знания и навыки дольше сохраняются, а связи между смежными знаниями и концепциями становятся очевидны. Контекстное обучение формирует понимание необходимости и актуальности материала, изучаемого студентами. Приведем несколько примеров. Изучение теплопроводности в термодинамике может быть основано на измерении количества энергии, необходимого для сохранения тепла или холода в здании, и его изменении в зависимости от качества и количества изоляционного материала. Учебная практика в медицинской лаборатории может оказаться стимулирующим контекстом для создания медицинских приборов. Реализация проектов по разработке инновационных объектов и услуг, полученных от некоммерческих общественных организаций, может повысить значимость и актуальность заданий по проектированию и разработке. Контекстное обучение лежит в основе использования модели жизненного цикла объекта или системы в качестве контекста инженерного образования. Это подчеркивает идею о том, что, усваивая знания и навыки, необходимые для будущей профессиональной деятельности, студенты проявляют большую мотивацию к обучению, демонстрируют большую эффективность, знают, как правильно применить собственные знания, стремятся остаться в выбранной профессии. Именно поэтому применение модели жизненного цикла объектов, процессов и систем является основополагающим принципом подхода CDIO, а также первым принципом эффективной практики. РЕАЛИЗАЦИЯ ПОДХОДА CDIO Как уже упоминалось выше, задача подхода CDIO — удовлетворить общую потребность в подготовке выпускников вузов, способных планировать, проектировать, производить и применять сложные инженерные объекты, процессы и системы с добавленной стоимостью в современных условиях командной работы. Основная цель образовательных программ формулируется как подготовка студентов, способных освоить глубокое практическое знание технических основ, руководить созданием и эксплуата78

• тщательное формулирование целей и результатов обучения студентов (CDIO Syllabus); • принципы эффективной практики (CDIO Standards); • меры по изменению организационной структуры и культуры образования; • повышение квалификации преподавателей в предметной области, а также в области преподавания и оценивания; • открытые ресурсы, благодаря которым модернизированные программы не станут значительно более ресурсоемкими, чем обычные программы; • взаимодействие разработчиков программ, способствующее разработке программ и нахождению решений общих проблем; 79

2. Подход CDIO

цией новых объектов, процессов и систем и понимать важность и последствия воздействия научного и технического прогресса на общество. Мы считаем, что достижение поставленных целей возможно при рассмотрении модели «планирование—проектирование—производство—применение» жизненного цикла объектов, процессов и систем как контекста образования. В основе подхода CDIO лежит определение результатов обучения с участием заинтересованных сторон, обучение через последовательность комплексных учебных мероприятий, организация учебного плана вокруг взаимодополняющих дисциплин, где обучение предполагает овладение личностными и межличностными компетенциями, а также навыками создания объектов, процессов и систем. Педагогический принцип подхода — использование хорошо спланированных учебных мероприятий, активного и практического обучения, при которых цели образовательной программы могут быть достигнуты без увеличения ресурсов. Сложность в реализации подхода CDIO заключается в необходимости изменения инженерных программ и фактически культуры инженерного образования. Для того чтобы облегчить переход программ в новое качество, нами была разработана технология привлечения преподавателей инженерных программ, обеспечения прогресса и качества, включающая:

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

• инженерно-педагогические исследования и опыт эффективных практик; • соответствие национальным стандартам и другим крупным проектам в области образования; • стратегии привлечения и мотивации студентов. В результате реализации подхода CDIO мы стремимся привлечь и заинтересовать студентов и подготовить инженеров, которые «умеют проектировать и создавать». Каждая из вышеназванных мер кратко описана ниже и более подробно освещена в последующих главах. Следующие разделы «CDIO Syllabus» и «CDIO Standards» отвечают на вопросы «Чему учить?» и «Как учить?», как показано на рис. 2.2. Перечень планируемых результатов обучения (CDIO Syllabus) Первый этап проектирования и разработки образовательной программы — формулирование результатов обучения, т.е. способностей или компетенций, которыми студенты должны обладать после окончания программы. Лучшие практики

Как учить?

Чему учить?

Анкетирование потребителей

Контекст CDIO Стандарты CDIO

Модернизация дисциплин и программы

Перечень CDIO

Существующие программы

Примерные методы обучения

Рис. 2.2. Реализация подхода CDIO

80

Примерные навыки

Результаты обучения

Критерии аккредитации

• формализуют знания, навыки и личностные качества, которые хотят видеть у выпускников инженерных программ представители промышленности, преподаватели и общество; • способствуют разработке интегрированного учебного плана (см. главу 4), комплексных учебных мероприятий (см. главу 6) и комплексных мероприятий по оценке достижений студентов (см. главу 7); • являются источником информации о программе для настоящих и будущих студентов. Перечень планируемых результатов обучения CDIO Syllabus, кратко представленный в главе 2, более детально описан в главе 3. CDIO Standards Стандартами CDIO стали 12 принципов эффективной практики, регулирующие проектирование и разработку образовательных программ. Стандарты CDIO позволяют ответить на второй главный вопрос: что мы можем улучшить, чтобы студенты смогли сформировать необходимые компетенции? Стандарты служат руководством по модернизации и оцениванию образовательных программ, определяют контрольные показатели и цели на основе мирового опыта и способствуют непрерывному улучшению образования. 12 стандартов CDIO включают требования к: • использованию жизненного цикла объектов и систем в качестве контекста образования (стандарт 1 CDIO); • разработке учебного плана (стандарты 2–4 CDIO); • учебным мероприятиям и рабочему пространству (стандарты 5 и 6 CDIO); 81

2. Подход CDIO

Перечень результатов обучения должен отвечать на вопрос: какими знаниями, навыками и личностными качествами должны обладать выпускники университета и в какой степени? Очень важно сформулировать результаты обучения ясно и четко, так как они:

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

• методам преподавания и обучения (стандарты 7 и 8 CDIO); • повышению квалификации преподавателей (стандарты 9 и 10 CDIO); • системе оценивания (стандарты 11 и 12 CDIO). Стандарты CDIO также легли в основу организации данной книги, в каждой главе которой описывается один или два стандарта и приводятся примеры их применения в программах CDIO. В табл. 2.5 приведены все 12 стандартов CDIO и указаны главы книги, в которых соответствующие стандарты детально рассмотрены. Полные формулировки стандартов CDIO приведены в приложении. Каждый стандарт сопровождается описанием и объяснением причин его включения в стандарты CDIO. Помимо этого, с целью самооценки по каждому стандарту были разработаны оценочные листы. Как станет понятно из главы 9, стандарты CDIO могут быть использованы для оценивания и непрерывного совершенствования образовательных программ.

Таблица 2.5. Стандарты CDIO Стандарт CDIO 1 CDIO как контекст инженерного образования Принятие принципа, согласно которому развитие и реализация жизненного цикла объектов, процессов и систем происходит в рамках модели «планирование—проектирование— производство—применение». Модель 4П определяет контекст инженерного образования 2 Результаты обучения Специфические детализированные результаты обучения, описывающие личностные и межличностные компетенции, дисциплинарные знания и навыки создания объектов, процессов и систем, соответствуют целям программы и согласованы с заинтересованными лицами программы 3 Интегрированный учебный план Учебный план содержит взаимосвязанные дисциплины и включает четкий план по интеграции личностных и межличностных компетенций, а также навыков создания объектов, процессов и систем

82

Глава 2

3

4

Стандарт CDIO 4 Введение в инженерную деятельность Существует вводный курс, создающий основу для инженерной практики при создании объектов, процессов и систем и для формирования личностных и межличностных компетенций 5 Опыт ведения проектно-внедренческой деятельности Учебный план включает два или более проекта, предусматривающих получение опыта проектно-внедренческой деятельности, один на базовом уровне и один на продвинутом уровне 6 Рабочее пространство для инженерной деятельности Наличие рабочего пространства для инженерной деятельности и лабораторий, которые поддерживают учебный процесс и способствуют практическому освоению методов создания объектов, процессов и систем, получению дисциплинарных знаний и изучению социальных аспектов инженерной деятельности 7 Интегрированное обучение Опыт интегрированного обучения способствует формированию дисциплинарных знаний наряду с личностными качествами и навыками межличностного общения, создания объектов, процессов и систем 8 Активные методы обучения Преподавание и обучение с применением методов активного и практического обучения 9 Совершенствование CDIO-компетенций преподавателей Наличие мероприятий, позволяющих повысить компетентность преподавателей в области личностных и межличностных компетенций, навыков создания объектов, процессов и систем 10 Совершенствование педагогических компетенций преподавателей Наличие мероприятий, позволяющих повысить педагогические компетенции преподавателей по использованию активных методов обучения и оценке студентов при реализации интегрированного обучения 11 Оценка результатов обучения Оценка освоения студентами личностных и межличностных компетенций, навыков создания объектов, процессов и систем, а также дисциплинарных знаний 12 Оценка программы Наличие системы оценки соответствия программы данным 12 стандартам и обеспечения обратной связи со студентами, преподавателями и другими заинтересованными лицами в целях ее непрерывного совершенствования

Глава 4

5

5

6

6 8

8

7

9

83

2. Подход CDIO

Окончание табл. 2.5

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Изменение организационной структуры и культуры образования Применение подхода CDIO предполагает изменение природы инженерного образования и переход к интегрированному обучению в контексте создания объектов, процессов и систем. Это сложная задача. В настоящее время преподаватели технических вузов — это в основном исследователи и теоретики. Они, как правило, рассматривают дисциплины в отрыве от остальных предметов, преподают их сугубо теоретически и уделяют внимание не применению и синтезу полученных знаний, а эволюции концепций. Подход CDIO подчеркивает необходимость взаимной интеграции дисциплин и их освоения в контексте реальной инженерной деятельности. Важная особенность подхода CDIO — модернизация образования на уровне отдельных программ. Эта задача также оказывается сложной. Многие преподаватели и разработчики образовательных программ имеют опыт реформирования инженерного образования при поддержке промышленных и правительственных партнеров, а также аккредитующих организаций. Однако зачастую такие изменения проводятся лишь на уровне отдельных дисциплин и модулей. Преподаватели, разрабатывающие новые практико-ориентированные педагогические подходы и учебные материалы, как правило, получают поддержку со стороны университетов и финансирующих организаций. Таких преподавателей поощряют кафедры и университеты, уважают студенты. Такие преподаватели генерируют новые идеи и составляют кадровый резерв, готовый первым принять меры к системному реформированию образования. И все же практика показывает, что, если успешный преподавательский опыт не распространяется на другие дисциплины программы и другие образовательные программы вуза, эффект от реформирования пропадает, так как преподаватели теряют интерес или уходят в другие подразделения. Реформу образования лучше проводить на уровне программы или кафедры. В таком случае можно установить и поддерживать требования к преподавателям и 84

Повышение квалификации преподавателей Процесс реформирования образования предполагает повышение компетентности преподавателей в области инженерных навыков и освоение новых педагогических компетенций по использованию активных методов обучения и оценке студентов. Нет оснований ожидать, что преподаватели, которые были приглашены на работу для ведения научной деятельности, будут обладать профессиональными инженерными навыками. И также не стоит ожидать, что они смогут сформировать эти навыки у студентов. Именно поэтому для того, чтобы способствовать успешному обучению студентов, необходимо разработать подходы к повышению квалификации преподавателей инженерных программ. Кроме того, в общем и целом со85

2. Подход CDIO

студентам. Образовательную программу следует рассматривать как систему, каждый элемент которой имеет индивидуальную и общую обучающую ценность. По нашим наблюдениям, для достижения успеха в вопросе реформирования образования изменения должны коснуться большинства обучающих элементов, т.е. должны протекать на уровне программы или кафедры. В действительности подход CDIO подразумевает изменения, направленные как «снизу вверх», так и «сверху вниз». Изменения «снизу вверх» касаются интересов и преданности делу со стороны отдельных преподавателей, которые должны быть заинтересованы в изменениях и стремиться к созданию или адаптации существующей эффективной практики. Тем не менее для успеха реформы необходимо также и коллективное усилие со стороны руководства. Опыт реформирования в университетах показывает, что второй подход оказывается более результативным [17]. Необходимо понимать, что изменения такого масштаба потребуют не только пересмотра учебного плана, но и перемен в культуре образования. Для того чтобы провести успешную реформу, мы должны быть готовы учиться на примерах лучших мировых практик организационных и культурных реформ. Подробнее остановимся на этом вопросе в главе 8.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

временных преподавателей также обучали по модели передачи информации, например в виде лекций. Для создания образовательной среды, способствующей эффективному обучению, преподавателей необходимо мотивировать к личностному росту и активному использованию новых образовательных технологий. В том, что касается развития их инженерных навыков и педагогических компетенций, перемены приобретут более масштабный и эффективный характер, если формирование компетенции преподавательского состава будет носить централизованный характер и осуществляться путем приема на работу новых сотрудников, обладающих необходимым опытом, а также повышения квалификации уже работающих преподавателей. Этому аспекту посвящена глава 8. Открытые ресурсы Подход CDIO не следует рассматривать как нормативные требования. Вместо этого он предлагает возможность устранения существенного противоречия инженерного образования, заключающегося в нехватке времени и ресурсов для освоения базовых дисциплинарных знаний и формирования личностных и межличностных компетенций, а также навыков создания объектов, процессов и систем. Материалы, сопровождающие подход CDIO, способствуют его быстрой адаптации и применению к образовательным программам. На сегодняшний день подход CDIO применяется к программам для достижения различных целей в интересах студентов, с целью эффективного использования финансовых ресурсов и материально-технической базы, соблюдения университетских и государственных стандартов, выполнения требований промышленности и профессиональных сообществ. Для того чтобы обеспечить реализацию подхода в условиях наличия различных заинтересованных сторон, а также способствовать его постоянному развитию и адаптации, подход был систематизирован, а необходимые материалы опубликованы в виде открытых ресурсов. Открытый доступ к документам по проектированию и разработке инженерных программ 86

Взаимодействие вузов для ускорения развития Взаимодействие между разработчиками программ и преподавателями разных стран — один из основных принципов подхода CDIO. Преподаватели инженерных программ 87

2. Подход CDIO

позволяет распространять подход CDIO и обмениваться идеями и материалами таким образом, чтобы университеты могли адаптировать весь подход или его отдельные компоненты в своих целях. Ресурсы, доступные руководителям и преподавателям инженерных программ, желающим адаптировать и применить подход CDIO, включают описание модели, перечень планируемых результатов обучения (CDIO Syllabus), средства анкетирования в целях выявления потребностей заинтересованных сторон, инструкции по организации проектно-внедренческой деятельности, руководство по применению подхода, рекомендации по запуску реформы и поэтапному переходу к новой модели образования. Процесс модернизации и средства реформирования подробно описаны в главе 8. Все образовательные программы существуют в условиях ограниченности ресурсов. Подход CDIO спланирован таким образом, чтобы реализация новой программы могла быть обеспечена за счет перераспределения имеющихся ресурсов. Однако, приступая к реформированию образования, следует различать ресурсы, необходимые для реализации уже разработанной и внедренной программы, и ресурсы, необходимые на этапе модернизации. Очевидно, что в процессе реформирования возникает потребность в дополнительных ресурсах, которые влекут за собой дополнительные расходы. Тем не менее мы не можем рассчитывать на выделение дополнительных ресурсов для реализации готовой программы, в связи с чем вынуждены искать пути перераспределения существующих ресурсов, таких как рабочее время преподавателей, время, отведенное на освоение программы, аудиторный фонд и т.д. В главе 8 будут предложены способы минимизации расходов на модернизацию, обеспечивающие максимальную выгоду от применения подхода CDIO.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

всего мира сталкиваются с похожими проблемами, например с противоречием между науко-ориентированными целями и практико-ориентированными компетенциями. Устранению этого противоречия уделяют внимание все преподаватели. Ключ к достижению эффективного инженерного образования — не мелкие уступки науки практике, а создание новой модели инженерного образования, отражающей оба аспекта. Эту задачу сложно решить силами отдельной программы или кафедры. В сотрудничестве вузов кроется много преимуществ, особенно если консорциумы вузов правильно организованы и координируются университетом, способным ускорить решение проблем. Рассмотрим в качестве примера график проведения работ по комплексному реформированию образования. В течение первого года реализации проекта определяются возможные мероприятия и разрабатывается подход, который затем тестируется на втором году. На третьем и четвертом годах разработанный и протестированный подход совершенствуется и применяется. Для проведения образовательной реформы необходимо решить следующие задачи: разработать учебный план (содержание и организация образования), определить методы обучения (как преподать содержание), разработать систему оценивания (как планируемые результаты обучения будут оценены и усовершенствованы) и организовать рабочее пространство и логистику (образовательная среда). Преимущество консорциума заключается в возможности распределения задач между партнерами. Работая в команде, университеты-партнеры выявляют общие проблемы, одновременно реализуют несколько подходов к реформированию образования и сравнивают результаты, используя одни и те же оценочные мероприятия. Такое сотрудничество в значительной степени увеличивает темп проводимых реформ. Оно также позволяет членам консорциума обмениваться ресурсами и опытом, что снижает затраты на модернизацию программ и повышает шансы на успех. Реформирование инженерного образования в рамках сотрудничества между кафедрами или вузами обеспечивает одновременное выполнение нескольких видов работ и обмен ресурсами. Пример со88

Изучение результатов инженерно-педагогических исследований и опыта эффективных практик В мире постоянно растет число инженерно-педагогических исследований, нацеленных на выявление лучших практик и разработку новых подходов на основе теории «научения». Так, например, ряд исследований проводится при поддержке Центра усовершенствования инженерного образования (Center for the Advancement of Scholarship on Engineering Education — CASEE) Национальной инженерной академии США [18]. Преподаватели инженерных программ зачастую не располагают информацией о теоретических и практических разработках в области педагогики, которые могли бы ускорить процесс модернизации. При этом многие исследовательские образовательные проекты позволяют объединить усилия представителей как образовательных учреждений, так и промышленных компаний. Цель подхода CDIO — реформирование инженерного образования с использованием опыта лучших практик и образовательных моделей, которые широко применимы к инженерным направлениям и специальностям. Соответствие национальным стандартам и другим крупным проектам в области образования В современном мире большое внимание уделяется высшему образованию в целом и инженерному образованию в частности. Во многих странах национальные образовательные стандарты претерпели значительные изменения и основываются на компетентностном подходе, — например, стандарты Совета по аккредитации инженерного образования ABET в США [19] и стандарты компетенций профессиональных инженеров UK-SPEC в Великобритании [20]. В отдельных других случаях реформирование 89

2. Подход CDIO

трудничества университетов-партнеров по применению подхода CDIO подробно описан на сайте Всемирной инициативы по адресу: http://www.cdio.org.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

высшего образования стало результатом более крупных международных реформ, таких, например, как Болонская декларация [21] или проект EUR-ACE по аккредитации инженерных программ и выпускников в Европе [22]. Недавно ряд требований для оценки программ в Канаде был разработан Канадским инженерным аккредитационным советом — CEAB [23]. Участниками инициативы CDIO были приложены все возможные усилия для того, чтобы согласовать подход CDIO с мировыми тенденциями. В главе 3 стандарты CDIO приводятся в сравнении с некоторыми национальными стандартами аккредитации. Несмотря на большую степень детализации и отчетливо видимую ориентацию CDIO Syllabus на задачи профессиональной инженерной деятельности, анализируемые стандарты легкосопоставимы. Как следствие, инженерные образовательные программы, разработанные на основе планируемых в CDIO Syllabus результатов обучения, не будут противоречить национальным стандартам. Соответствие подхода CDIO целям Болонской декларации подобно изучено в главе 11. Результаты обучения, сформулированные в CDIO Syllabus, и 12 стандартов CDIO устанавливают лишь общие требования и должны быть тщательно адаптированы применительно даже к лучшим программам в мире. Национальные стандарты состоят из правил, определяющих, что должно быть сделано. Напротив, CDIO Syllabus и стандарты CDIO предлагают форму, основанную на опыте лучших практик, которая, как схема игры, содержит подходы, ресурсы и среду, позволяющие добиться поставленных целей. Стратегии привлечения и мотивации студентов Одна из важных задач подхода CDIO — стимулирование интереса к инженерной деятельности и, как следствие, повышение мотивации студентов к освоению инженерных образовательных программ. Многие страны прогнозируют увеличение спроса на ученых и специалистов в технических областях в будущем, который не может быть 90

ПРИМЕР 2.2. МНЕНИЕ СТУДЕНТОВ CDIO

О ПРЕИМУЩЕСТВАХ ПРОГРАММ

Единственная причина, почему я выбрал именно этот университет, — нам обещали, что в конце программы мы построим самолет. Этого больше не обещал никто. Программа, в которой можно попробовать спроектировать, построить и запустить собственное творение, — прекрасная возможность попробовать свои силы, увидеть, чему ты на самом деле научился, почувствовать себя участником процесса от начала до конца. Собственные проекты приносят гораздо больше удовольствия, чем задания, придуманные преподавателями. Возможность применения собственных навыков и технических знаний в проекте позволяет почувствовать готовность к реальной работе инженера.

Х. ГРАНКВИСТ, ВЫПУСКНИК КОРОЛЕВСКОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА (ШВЕЦИЯ) 91

2. Подход CDIO

удовлетворен при нынешних темпах подготовки выпускников. Некоторые особенности подхода CDIO направлены на привлечение внимания студентов к инженерным направлениям и специальностям. Многих студентов привлекает инженерная деятельность, позволяющая создавать объекты и системы. Однако они испытывают разочарование в своем выборе уже в первые годы обучения в университете, где им преподается только теория. Учебный план, включающий проектные работы на младших и старших курсах, стимулирует интерес студентов строить и создавать. Многие студенты жалуются, что инженерные программы «валят с ног» высокой нагрузкой и сугубо теоретическим обучением. Применяя активные и практически ориентированные методы обучения и проекты, мы даем студентам возможность почувствовать свои возможности. Это крайне важно для их самооценки. Проектная деятельность также позволяет проявить творчество и лидерство и получить удовольствие от проделанной работы. Этот фактор нашел отражение в отзывах студентов, окончивших программы CDIO (пример 2.2).

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Одно из основных преимуществ обучения на программе CDIO заключается в том, что она позволяет получить навыки инженерного мышления и решения практических задач. В нашей профессии важно уметь формулировать задачи, так же как находить их решения и формулировать рекомендации. Эти крайне необходимые навыки развиваются в программах CDIO. Я считаю, что инженерные навыки очень важны как для меня лично, так и для моей будущей компании. Навыки инженерного мышления и решения задач служат мостиком между университетской подготовкой и реальной профессиональной деятельностью, что помогает быстрее и легче ориентироваться в рабочей ситуации. В программах CDIO образуется особая среда, помогающая студентам стать частью профессии, в которой важны работа в команде и умение общаться. Можно сказать, что программа CDIO позволяет развить эти навыки до особого уровня. В результате все студенты, а не только те, кто наиболее активно участвовал в дополнительных мероприятиях, могут развить эти навыки за время обучения в университете. Я считаю, что мы несем личную ответственность за собственное развитие. Обучаясь на программе CDIO, мы очень рано понимаем ценность самообразования.

A. ВИБРИНГ, ВЫПУСКНИК ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА ЧАЛМЕРСА (ШВЕЦИЯ) Мне кажется, перечень планируемых результатов обучения (CDIO Syllabus) описывает идеальную программу. В нем делается акцент на технические знания и практические методы, которые изучаются в контексте реальных профессиональных требований к инженерам. В программе CDIO много внимания уделяется работе в команде, письменной коммуникации, профессиональной этике, а также пониманию внешних факторов (финансовых, политических, климатических), которые важны для современного инженера. За время обучения я смог развить многие нужные качества. На младших курсах мы подробно изучали технические науки и их применение для решения задач. На старших курсах появилось больше «новых» элементов — работа над проектами в команде,

92

П. СПРИНГМАНН, ВЫПУСКНИК МАССАЧУСЕТСКОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА (США)

Повысить интерес и мотивировать студентов можно также, показав, что образование позволяет найти высококвалифицированную работу. В действительности, по мнению промышленных компаний, являющихся работодателями выпускников инженерных программ, университеты должны готовить студентов, «умеющих проектировать и создавать». Такие студенты легче находят работу, быстрее продвигаются по карьерной лестнице и оказывают большее влияние на инженерную деятельность. По предварительным оценкам, компании, знакомые с подходом CDIO, охотно принимают на работу выпускников наших программ, что может быть подтверждено словами Билли Фредрикссона, бывшего главного технического директора компании SAAB, приведенными в примере 2.3. Если инженерное образование станет интереснее, полезнее и даст больше возможностей, одновременно повысив уровень знаний и навыков, спрос на выпускников инженерных программ увеличится, а общество получит достаточное количество инженерных кадров.

ПРИМЕР 2.3. ИНЖЕНЕРЫ CDIO В ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Промышленные компании предпочитают нанимать на работу выпускников программ CDIO, потому что они получают хорошую подготовку и знают, как применить теоретические знания при реализации практических проектов по разработке объектов или процессов. Во время обучения студентов знакомят с реальной инженерной практикой. Они обладают как техническими знаниями, так и личностными и межличностными компетенциями, умеют применять комплексные подходы и интегрировать системы для проектирования и создания объектов. Это значит, что инженеры — выпускники про-

93

2. Подход CDIO

презентации. В общем, такие задания оказались очень ценны для меня и принесли дивиденды после окончания университета.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

грамм CDIO, скорее всего, смогут быстрее применить свои знания, работая в компании. Они смогут быстрее и легче стать продуктивными членами команды. У выпускников программ CDIO будет, видимо, больше выбора и возможностей для развития карьеры по нескольким причинам. Я думаю, они смогут быстрее приступить к профессиональной деятельности как в качестве специалистов, так и как инженеры проектов. Будучи специалистами в своей области, они понимают, как важно учитывать требования из разных областей при применении решений к объектам и системам. В качестве инженеров или руководителей проектов они лучше подготовлены и понимают значимость работы в команде и других личностных и межличностных компетенций, способны проконтролировать результат общей работы и обеспечить производительность конечного продукта. Они также понимают важность своевременного выполнения проекта. Именно поэтому выпускники программ CDIO будут более привлекательны для работодателей и могут добиться большего успеха для себя лично и во благо общества.

Б. ФРЕДРИКССОН, SAAB

ЗАКЛЮЧЕНИЕ В данной главе вашему вниманию было представлено краткое описание подхода CDIO, его целей, задач, видения проблемы и педагогических принципов. Здесь был проанализирован контекст профессиональной инженерной деятельности и контекст инженерного образования. В главе также были представлены перечень планируемых результатов обучения (CDIO Syllabus) и 12 стандартов CDIO — принципов эффективной практики, описаны способы адаптации и применения подхода CDIO, основанные на принципах организационных изменений и изменений в культуре обучения. Авторы подхода CDIO стремятся создать образование, основанное на обучении базовым дисциплинарным знаниям в контексте планирования, проектирования, производства и применения объектов, процессов и систем. 94

ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ 1. Какие шаги предпринимаются в вашем вузе для улучшения инженерных программ? 2. Как вы можете использовать подход CDIO к инженерному образованию для проведения реформ? 3. Какие общие сложности на пути реформирования образования характерны для программ в разных странах мира? Какие дополнительные трудности возникают в процессе реформирования вашей программы? 4. Что общего и в чем различия между вашим проектом по реформированию образования и подходом CDIO? 95

2. Подход CDIO

К основным характеристикам подхода относятся ясно сформулированные результаты обучения, интегрированный учебный план, проектно-внедренческая деятельность, активное и практическое обучение, надежная система оценки достижений студентов и программы. Основополагающий принцип подхода, сформулированный в виде стандарта 1 CDIO, — применение жизненного цикла объектов, процессов и систем в качестве контекста инженерного образования. Контекст современной инженерной деятельности включает ряд новых элементов, таких как устойчивое развитие, глобализация, инновации, лидерство и предпринимательство. Причиной рассмотрения модели 4П как контекста стал тот факт, что данный контекст отражает профессиональную деятельность инженера и обусловливает перечень знаний, навыков, и личностных качеств, которые промышленные компании хотят видеть у выпускников инженерных программ. В следующей главе подробно рассмотрен вопрос содержания обучения и представлен полный перечень знаний, навыков и личностных компетенций, которыми должны обладать выпускники инженерных программ после окончания университета, а также описан основной ресурс, который может быть использован для формулирования результатов освоения образовательных программ — CDIO Syllabus (перечня планируемых результатов обучения).

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

ЛИТЕРАТУРА 1. Wiggins G., McTighe J. Understanding by Design. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2005. 2. Marton F., Säljö R. Approaches to Learning // The Experience of Learning: Implications for Teaching and Studying in Higher Education / ed. by F. Marton, D. Hounsell, N.J. Entwistle. 3rd ed. Edinburgh: University of Edinburgh, Center for Teaching, Learning, and Assessment, 2005. 3. Gibbs G. Improving the quality of student learning. Bristol: Teaching and Educational Services, 1992. 4. Rhem J. (ed.). Deep/surface approaches to learning: An introduction // National Teaching and Learning Forum. 1995. Vol. 5. No. 1. Issue theme. 5. Biggs J.B. Teaching for quality learning at university. 3rd ed. Buckingham: The Society for Research into Higher Education and Open University Press, 2007. 6. Jarvis P., Holford J., Griffin C. The theory and practice of learning. 2nd ed. L.: Routledge, 2003. 7. Brainerd C.J., Piaget J. Learning, research, and American education // Educational psychology: A century of contributions / ed. by B.J. Zimmerman, D.H. Schunk. L.: Lawrence Erlbaum Associates, 2003. 8. Kolb D.A. Experiential learning. Upper Saddle River: PrenticeHall, 1984. 9. Abanteriba S. Development of strategic international industry links to promote undergraduate vocational training and postgraduate research programmes // European Journal of Engineering Education. 2006. Vol. 31. No. 3. P. 283–301. 10. Dolby N. Global citizenship and study abroad: A comparative study of American and Australian undergraduates // Frontiers: The Interdisciplinary Journal of Study Abroad. 2008. Vol. 5. No. 7. P. 51–57. 11. Grandin J.M., Hirleman E.D. Educating engineers as global citizens: A call for action—Report of the national summit meeting on the globalization of engineering education // Journal for Global Engineering Education. 2009. Vol. 4. No. 1. Available at . Accessed November 11, 2013. 12. Buisson D., Jensen R. Study of mobility of Australian and European Union engineering students and tools to assist mobility // Proceedings of the 2008 AAEE Conference, Yeppon, Queensland, Australia, 2008. Available at . Accessed November 11, 2013.

96

97

2. Подход CDIO

13. Northouse P.G. Introduction to leadership: Concepts and practice. Thousand Oaks: Sage Publications, 2008. 14. Group T University College. The 5E Model, Leuven, Belgium, 2008. Available at . Accessed November 11, 2013. 15. Ambrose S.A., Bridges M.W., DiPietro M., Lovett M.C., Norman M.K. How learning works: Seven research-based principles for smart teaching. San Francisco: Jossey-Bass, 2010. 16. Johnson E.B. Contextual teaching and learning: What it is and why it’s here to stay. Thousand Oaks: Corwin Press, 2001. 17. Burke W.W. Organization change: Theory and practice. 3rd ed. Thousand Oaks: Sage Publications, 2010. 18. The National Academy of Engineering, Center for the Advancement of Scholarship on Engineering Education (CASEE). Available at . Accessed November 11, 2013. 19. Accreditation Board of Engineering and Technology (ABET), Accreditation Criteria and Supporting Documents. Available at . Accessed November 11, 2013. 20. Engineering Council, UK Standards for Professional Engineering Competence: The Accreditation of Higher Education Programs, 2004. Available at . Accessed November 11, 2013. 21. The Bologna Declaration. Available at . Accessed November 11, 2013. 22. The EUR-ACE Project. Available at . Accessed November 11, 2013. 23. Canadian Engineering Education Board (CEAB). Available at . Accessed November 11, 2013.

3. CDIO SYLLABUS: РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРОГРАММ 1

ВВЕДЕНИЕ Перейдем к детальному обсуждению одного из главных вопросов реформирования инженерного образования, обозначенных в главе 2: Каким набором знаний, навыков и личностных качеств должны обладать выпускники инженерных вузов после освоения программы и на каком уровне?

Иными словами, каковы планируемые результаты освоения инженерных образовательных программ? Этот вопрос выявляет противоречие между очевидно противоположными потребностями. С одной стороны, задача преподавателя вуза заключается в передаче студентам большого объема предметных знаний. С другой стороны, инженерам необходимы разнообразные личностные и межличностные компетенции, а также навыки создания объектов, процессов и систем, которые позволят им работать в реальной команде инженеров и приносить пользу обществу. Подход CDIO был разработан с целью устранения этого конфликта и удовлетворения всех потребностей студентов. Для этого на первом этапе необходимо понять и описать знания, навыки и личностные качества, необходимые современным инженерам, т.е. определить планируемые результаты обучения. Формированию этого понимания посвящена глава 2. О том, как создать учебный план, выбрать педагогические стратегии и разработать систему оценивания, чтобы обеспечить достижение планируемых результатов обучения студентами, речь пойдет в главах 4–9. В главе 3 мы подробнее остановимся на истории создания и содержании CDIO Syllabus, кото1

Эта глава написана в соавторстве с Перри Армстронгом.

98

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ГЛАВЫ Цели главы 3: • объяснить, как содержание CDIO Syllabus возникло из профессиональной инженерной деятельности; • описать содержание и структуру CDIO Syllabus; 99

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

рый включает перечень планируемых результатов обучения CDIO и требования к знаниям, навыкам и личностным качествам современного инженера в виде системы. CDIO Syllabus — основной документ реформирования инженерных образовательных программ. С точки зрения профессиональных инженеров, он представляет собой список требований работодателей к инженерному образованию. Вместе с тем преподаватели вузов могут рассматривать его как систему результатов обучения. Оба определения будут одинаково верны. Мы стремимся сделать шаг в сторону решения конфликта современного инженерного образования, создав полный перечень знаний и навыков, которыми должны владеть выпускники вузов. Этот перечень должен состоять из достаточно общих формулировок, чтобы его можно было применить ко всем инженерным областям. В то же время он должен быть проработан с достаточной степенью детализации, чтобы быть полезным при планировании программы и оценке образовательного процесса. В первой части главы описывается процесс создания CDIO Syllabus, отвечая на первую часть вопроса: каким набором знаний, навыков и личностных качеств должны обладать выпускники инженерных вузов после освоения программы? Традиционно на вторую часть вопроса (на каком уровне?) отвечают сами преподаватели программы, достигая консенсуса с заинтересованными сторонами программы или позволяя каждому преподавателю самостоятельно решить этот вопрос для себя. С нашей точки зрения, уровень освоения каждого результата обучения должен определяться с участием заинтересованных сторон, включая студентов, преподавателей, руководства вуза, выпускников и представителей промышленных партеров.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

• обосновать необходимость различных требований к результатам обучения, относящимся к дисциплинарным знаниям, личностным и межличностным компетенциям, навыкам создания объектов, процессов и систем; • предложить способы привлечения заинтересованных сторон в университете и за его пределами к процессу формулирования результатов обучения с необходимой степенью детализации; • описать процесс планирования результатов обучения, сформулированных в общих терминах для применения во всех инженерных областях. ИНЖЕНЕРНЫЕ ЗНАНИЯ И НАВЫКИ Необходимые инженерные знания и навыки проще всего определить в результате анализа реальной инженерной практики. В действительности с момента формирования инженерной деятельности как самостоятельной профессиональной области в XIX веке и до середины XX века инженерное образование напрямую зависело от инженерной практики. Как уже упоминалось в главе 1, за последние полвека инженерное образование претерпело ряд изменений и превратилось из практикоориентированного в науко-ориентированное. В настоящее время мы можем наблюдать становление третьего подхода, который стремится объединить лучшие элементы инженерной науки и инженерной практики, для чего необходимо пересмотреть потребности современной инженерной деятельности. Необходимые инженерные знания и навыки Попытки изучить и систематизировать навыки инженера предпринимаются с 1940-х годов. Одна из них привела к публикации книги «Неписаные законы инженерной деятельности» [1], призывающей обратить внимание на такие требования к компетенциям инженеров, как навыки устной и письменной коммуникации, планирование и способность к успешной работе на предприятии. Кроме 1 00

101

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

того, авторы «Неписаных законов инженерной деятельности» подчеркивают значимость личностных компетенций, например стремления к действию, добросовестности и уверенности в своих силах. Во многом перечень необходимых навыков, каким он был более полувека назад, остается актуальным для современных инженеров. С приходом науко-ориентированного подхода в 1950-х годах подготовка студентов инженерных программ оторвалась от реальной практики. Инженерная наука заняла доминирующее положение в культуре технических вузов, где лишь часть преподавателей имела практический опыт. К 1980-м годам преподаватели и промышленники начали выражать недовольство по поводу увеличивающейся пропасти между инженерным образованием и реальной практикой. В своем обращении к членам ежегодной конференции Европейского общества инженерного образования SEFI Бернард М. Гордон ясно сформулировал знания и навыки, необходимые современному инженеру-практику [2] (см. пример 1.1 в главе 1). За последнее десятилетие многие пытались преодолеть разрыв между инженерным образованием и реальной практикой. Некоторые крупнейшие инженерные корпорации, лидеры в своих отраслях (такие, например, как компания Boeing), опубликовали собственные перечни необходимых компетенций инженеров и сформировали новый взгляд на проблему [3]. Однако актуальны ли такие перечни только для США и отражают ли они нужды последнего десятилетия? Интересно отметить, что в 2004 г., спустя десять лет после опубликования первых списков компетенций, Всемирный совет по химическим технологиям (World Chemical Engineering Council) составил перечень важных недостающих выпускникам инженерных программ навыков [4] (табл. 3.1). При сравнении этого перечня со списком навыков, предложенных компанией Boeing (см. пример 1.2 в главе 1), а также с перечнями, разработанными ABET [5] и другими организациями за последние 50 лет, возникает удивительно ясная картина, иллюстрирующая требования к инженерам. Среди знаний, навыков и личностных качеств, которые промышленные компании хотели бы видеть у своих сотрудников,

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Таблица 3.1. Перечень важных недостающих навыков и способностей выпускников инженерных программ [4] Наиболее важные навыки для ТРУДОУСТРОЙСТВА

Острый дефицит навыков после получения ОБРАЗОВАНИЯ

Эффективная работа в команде

Ведение бизнеса

Анализ информации

Управленческие навыки

Эффективная коммуникация

Методы ведения проектов

Сбор информации

Методы обеспечения качества

Самообучение

Способность эффективно общаться Знание принципов маркетинга Следование коду профессиональной этики

постоянно упоминаются базовые технические знания, проектирование и производство, контекст инженерной деятельности, способность к творческому и критическому мышлению, навыки коммуникации и работы в команде. Сославшись на постоянство требований к инженерам, лидеры инженерной отрасли США пролоббировали в государственных органах вопрос о финансировании реформы инженерного образования, убедили профессиональные сообщества пересмотреть стандарты аккредитации и создали совместные рабочие группы для обмена опытом. Подобные образовательные реформы начались и в других развитых странах мира. Однако, несмотря на благие намерения, большинство принятых мер не оказали значимого влияния на образование, как изначально планировалось. Необходимость обоснования и уровни детализации Сближению инженерного образования и инженерной практики препятствуют две основные причины: отсутствие логичного обоснования и недостаточная детализация существующих перечней. Ранее созданные списки требований не содержат убедительного объяснения, по1 02

планировать, проектировать, производить и применять комплексные инженерные объекты, процессы и системы с высокой добавленной стоимостью в современных условиях командной работы.

Другими словами, необходимость реформы заключается в том, чтобы инженеры умели проектировать и создавать. Если принять модель «планирование—проектирование—производство—применение» как контекст инженерного образования, можно более детально сформулировать цели и планируемые результаты обучения на инженерных программах, соответствующие основной задаче инженерного образования. Перечень планируемых результатов обучения в CDIO Syllabus составлен в соответствии с указанной формулировкой. Другим ограничением стал тот факт, что существующие списки навыков недостаточно детализированы и поэтому не могут быть широко применены. Перечень планируемых результатов обучения в CDIO Syllabus разрабатывался с учетом этого недостатка и представляет собой удобный для понимания, полный, систематизированный и подробный список целей инженерного образования, который может быть использован преподавателями инженерных вузов при проектировании и разработке оптимального учебного плана и системы оценивания. При формулировании требований к инженеру, составивших основу CDIO Syllabus, должное внимание было также уделено научно-исследовательской работе. Технические науки составляют основу инженерного образования, а исследовательская деятельность способствует приобретению новых знаний. Несмотря на то что большая часть преподавателей, применяющих подход CDIO, — это 103

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

чему именно перечисленные навыки и знания так необходимы инженеру. В главе 2 мы попытались сформулировать основные цели и задачи таким образом, чтобы более ясно обосновать целесообразность проведения реформы. Следовательно, отправной точкой нашей работы стало формулирование основной задачи инженерного образования: мы считаем, что выпускник технического вуза должен уметь

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

ученые и исследователи, они обучают студентов, абсолютное большинство которых станут профессиональными инженерами. Эта особенность характерна даже для наукоемких университетов, таких как Массачусетский технологический институт в США, Королевский технологический институт в Швеции и Университет Цинхуа в Китае. Независимо от того, станут ли студенты практикующими инженерами или исследователями, обучение в контексте планирования, проектирования, производства и применения систем и объектов повысит их квалификацию. Перечень планируемых результатов обучения CDIO Перечень планируемых результатов обучения CDIO представляет собой список знаний, навыков и личностных качеств, которыми должны обладать выпускники инженерных программ. Он был составлен по результатам анализа современной инженерной практики, всех существующих перечней навыков и согласован с экспертами в разных областях. Особая ценность CDIO Syllabus заключается в том, что его можно применить к различным дисциплинам и использовать как образец при формулировании специфических результатов обучения любых инженерных программ. Второй принцип эффективной практики, сформулированный в виде стандарта 2 CDIO, подчеркивает значимость CDIO Syllabus при проведении реформы образования.

СТАНДАРТ 2 CDIO «РЕЗУЛЬТАТЫ ОБУЧЕНИЯ» Специфические детализированные результаты обучения, описывающие личностные и межличностные компетенции, дисциплинарные знания и навыки создания объектов, процессов и систем, соответствуют целям программы и согласованы с заинтересованными лицами программы.

1 04

105

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

Следует обратить внимание, что стандарт 2 CDIO не призывает к использованию только CDIO Syllabus. Вместо этого он ставит более общую задачу формулирования результатов обучения, последовательно описывающих широкий диапазон личностных и межличностных компетенций, а также навыков создания объектов, процессов и систем, необходимых для ведения инженерной деятельности. Он также требует, чтобы результаты обучения были согласованы с целями конкретной программы и заинтересованными сторонами. По сути, этого можно добиться и без обращения к CDIO Syllabus, прибегая к другой системе результатов обучения, которую можно найти в национальных стандартах или в стандартах аккредитации. Перечень планируемых результатов обучения в CDIO Syllabus разрабатывался как дополнительный ресурс и справочный материал для тех, кто стремится реализовать принцип эффективной практики CDIO. В CDIO Syllabus систематизированы знания, навыки и личностные качества, которые должны быть освоены в процессе обучения, т.е. результаты обучения. Результаты обучения CDIO определяют то, что студенты должны знать и уметь после освоения инженерных программ. Помимо дисциплинарных знаний (раздел 1), в CDIO Syllabus сформулированы результаты обучения в терминах личностных и межличностных компетенций, а также навыков создания объектов и систем. Личностные компетенции (раздел 2) ставят в центр внимания когнитивное и эмоциональное развитие студентов, включающее аналитическое мышление, способность решать задачи, экспериментирование, исследование и приобретение знаний, системное, творческое и критическое мышление, профессиональные навыки и другие личностные качества. Межличностные компетенции (раздел 3) определяют индивидуальное и групповое взаимодействие, в том числе работу в команде, лидерство и коммуникацию. Навыки создания объектов, процессов и систем (раздел 4) делают упор на планирование, проектирование, производство и применение объектов, процессов и систем в контексте предприятия, общества и окружающей среды.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Результаты обучения должны быть согласованы c основными потребителями программы, т.е. группами лиц, заинтересованных в качественной подготовке выпускников на предмет соответствия целям программы и актуальности для реальной инженерной деятельности. Заинтересованные стороны также участвуют в определении уровня квалификации, т.е. уровня достижения каждого результата обучения. Далее в главе 3 будет описана процедура согласования перечня планируемых результатов обучения CDIO. Разработка и формирование перечня планируемых результатов обучения CDIO Содержание и структура CDIO Syllabus частично обусловлена его задачей. Сформированный по итогам анкетирования заинтересованных сторон CDIO Syllabus используется как основа для планирования и проектирования программы, обучения и оценки результатов. Процесс создания CDIO Syllabus от анализа потребностей до формулирования целей, приведения результатов обучения в соответствие с целями программы и включения их в учебный план представлен на рис. 3.1. Более подробно весь процесс описан в следующих главах: способ интеграции CDIO Syllabus в учебный план программы — в главе 4, подходы к обучению содержанию CDIO Syllabus — в главе 6 и оценка уровня достижения результатов обучения студентами — в главе 7. Перечень необходимых навыков и компетенций был сформирован рабочими группами, состоящими из представителей разных заинтересованных сторон, с учетом имеющихся на то время материалов и затем подвергнут экспертной оценке. В результате в 2001 г. был опубликован CDIO Syllabus 1.0 [6]. Изначально созданный с целью оказания содействия в реализации стандарта 2 CDIO, CDIO Syllabus оказался полезным рамочным документом для более чем 100 программ по всему миру в определении целей, разработки учебного плана и оценке достижений студентов. Он был переведен на шведский, французский, испанский, вьетнамский и китайский языки. 1 06

107

ЦЕЛИ • Применять базовые технические знания в практической деятельности • Руководить процессом создания новых объектов и систем • Понимать важность научного и технического прогресса Адаптируется под нужды программы в диалоге с заинтересованными сторонами

CDIO Syllabus 1. Дисциплинарные знания 2. Личностные компетенции 3. Межличностные компетенции 4. CDIO в контексте предприятия, общества и окружающей среды

Разрабатывается руководителем и преподавателями программы

РАЗРАБОТКА КУРСА • Результаты обучения курса в соответствии с целями программы • Методы преподавания и оценивания в соответствии с результатами обучения

УЧЕБНЫЙ ПЛАН • Структура • Последовательность • Распределение целей программы между дисциплинами

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

Рис. 3.1. Разработка и формирование перечня планируемых результатов обучения в CDIO Syllabus

ПОТРЕБНОСТИ Инженеры, которые умеют планировать, производить и применять комплексные объекты и системы

Разрабатывается руководителем и преподавателями программы в диалоге с заинтересованными сторонами

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

После опубликования первой версии CDIO Syllabus он долгое время оставался популярен. С тех пор, однако, возникла необходимость внесения ряда поправок. Во-первых, появились новые принципы систематизации знаний, которые выявили проблемы, требующие внимания. Новые таксономии были разработаны как другими университетами (например, модель жизненного цикла инженерных объектов бельгийской Группы Т [7]), так и аккредитующими организациями (Канадский инженерный аккредитационный совет — CEAB [8]). С другой стороны, такая необходимость объясняется большим количеством вопросов и уточнений в отношении знаний и навыков, которые не были включены в CDIO Syllabus, от тех, кто сделал попытку его применить. Возникшие вопросы были тщательно изучены в 2010 и 2011 гг., в результате чего была разработана версия CDIO Syllabus 2.0, описанная ниже. Предыдущая версия подробно представлена в отчетах и в первом издании данной книги и остается полезным справочным материалом. Перечень планируемых результатов обучения в CDIO Syllabus 2.0 расширяет и уточняет предыдущую версию. Перечень в CDIO Syllabus носит исключительно рекомендательный характер, и, если разработчики и преподаватели программ считают, что он не соответствует целям программы или должен быть дополнен, перечень может быть изменен в соответствии с их видением. Поскольку CDIO Syllabus — это лишь вспомогательный ресурс, руководители программы вольны выбирать, какой вариант больше соответствует их целям. Содержание и структура перечня планируемых результатов обучения CDIO Содержание и структура CDIO Syllabus были определены исходя из трех целей: • создать логичную и понятную структуру; • сформировать комплексный набор широко сформулированных целей, согласованный с другими подходами; • разработать ясные и исчерпывающие формулировки, способствующие реализации и оцениванию. 1 08

4 Планирование, проектирование, производство и применение систем в контексте предприятия, общества и окружающей среды — инновационный процесс 1 Дисциплинарные знания и понимание

2 Личностные компетенции и профессиональные навыки

3 Межличностные компетенции: работа в команде и коммуникация

Рис. 3.2. Первый уровень детализации перечня планируемых результатов обучения CDIO

109

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

Отправной точкой формирования CDIO Syllabus послужило простое утверждение, что инженеры должны проектировать и создавать, т.е. разрабатывать объекты, процессы и системы на благо человечества. Для того чтобы стать профессиональным инженером, современный выпускник должен быть готов выполнять основные функции инженера. Как уже упоминалось выше, выпускники технических вузов должны уметь планировать, проектировать, производить и применять комплексные инженерные объекты, процессы и системы с добавленной стоимостью в современной командной среде. Говоря другим языком, выпускники должны ценить инженерную практику и быть способными внести свой вклад в создание инженерных объектов, процессов и систем в процессе работы в инженерной организации. Помимо этого, выпускники должны быть ответственными и разумными членами общества. Эти общие цели определяют первый уровень в организации CDIO Syllabus, как показано на рис. 3.2. Элементы первого уровня соответствуют требованиям к выпускникам как к ответственным членам общества, заинтересованным в решении технических задач и обладающим набором личностных компетенций и профессиональных навыков, необходимых для ведения профессиональной

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

деятельности. Для того чтобы разрабатывать комплексные инженерные системы с высокой добавочной стоимостью, выпускники должны иметь соответствующие базовые дисциплинарные знания и понимание. Для того чтобы работать в современной командной среде, студенты должны освоить межличностные умения работы в команде и коммуникации. Кроме того, чтобы создавать и применять объекты, процессы и системы, студенты должны понимать принципы планирования, проектирования, производства и применения систем в контексте предприятия, общества и окружающей среды, которые составляют процесс создания инноваций. Подтверждением справедливости видения CDIO стала комплексная концепция образования ЮНЕСКО [9], построенная на четырех базовых принципах обучения. • Учиться познавать, т.е. осваивать методы интерпретации информации и данных. • Учиться деятельности, т.е. учиться действовать творчески в определенной среде. • Учиться жить вместе, т.е. взаимодействовать с другими людьми. • Учиться «быть», т.е. достичь результата реализации предыдущих принципов. Перечень планируемых результатов обучения в CDIO Syllabus можно рассматривать как один из вариантов реализации концепции ЮНЕСКО. Так, раздел 1 CDIO Syllabus «Дисциплинарные знания и понимание» близок к первому принципу концепции ЮНЕСКО «Учиться познавать». Раздел 4 CDIO Syllabus «Планирование, проектирование, производство и применение систем в контексте предприятия, общества и окружающей среды» определяет сферу применения второго принципа ЮНЕСКО «Учиться деятельности». Раздел 3 CDIO Syllabus «Межличностные компетенции: работа в команде и коммуникация» очень близок к принципу ЮНЕСКО «Учиться жить вместе». Ну и наконец, раздел 2 CDIO Syllabus «Универсальные и профессиональные компетенции», акцентирующий внимание на развитии личности, соответствует последнему 1 10

1.3. Углубленные инженерные знания, методы и средства 1.2. Фундаментальные инженерные знания 1.1. Базовые научные знания

Рис. 3.3. Перечень планируемых результатов обучения CDIO: дисциплинарные знания и понимание

111

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

принципу ЮНЕСКО «Учиться быть». Хотя концепция ЮНЕСКО была разработана несколькими годами ранее CDIO Syllabus, авторы CDIO Syllabus не знали о ее существовании. Таким образом, рабочие группы ЮНЕСКО и CDIO независимо друг от друга создали аналогичные системы организации основных видов обучения. Второй уровень детализации CDIO Syllabus подробно рассматривался в главе 2 (см. табл. 2.3). Содержание раздела 1 CDIO Syllabus «Дисциплинарные знания и понимание» на втором уровне детализации представлено на рис. 3.3. Современная инженерная деятельность основана на базовых научных знаниях (1.1), фундаментальные инженерные знания (1.2), в свою очередь, дополняют базовые знания, а освоение углубленных инженерных знаний, методов и средств (1.3) позволяет студентам начать профессиональную деятельность. Таким образом, в CDIO Syllabus определяется содержание учебного плана, которое обычно обсуждают преподаватели программы. Эта часть CDIO Syllabus может быть использована в качестве исходных данных для более подробного описания предметных знаний, которые должны быть освоены в инженерных программах. Конкретное тематическое наполнение раздела 1 разнится в зависимости от предметной области. То, что раздел «Дисциплинарные знания и понимание» расположен в самом начале CDIO Syllabus, лишний раз подчеркивает, что освоение глубоких знаний технических основ — основная задача инженерного образования. В остальной части CDIO Syllabus сформулированы более общие знания, навыки и личностные качества, которыми должны обладать выпускники инженерных программ.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Все инженеры используют приблизительно одинаковый набор личностных и межличностных компетенций и следуют приблизительно одинаковым процедурам. В остальные разделы CDIO Syllabus мы постарались включить все знания, навыки и личностные качества, которые могут понадобиться выпускникам инженерных программ. Мы также стремились использовать терминологию, понятную во всех областях инженерного знания. Применение CDIO Syllabus к отдельным областям потребует конкретизации некоторых терминов. Содержание раздела 2 «Личностные компетенции и профессиональные навыки» и раздела 3 «Межличностные компетенции» CDIO Syllabus на втором уровне детализации представлено на рис. 3.4. Во внутреннем круге выделены три способа мышления, наиболее часто применяемые инженерами, а именно: аналитическое мышление и способность решать задачи (2.1), экспериментирование, исследование и приобретение знаний (2.2) и системное мышление (2.3). Иначе их можно определить как инженерное, научное и системное мышление. Каждый способ мышления далее включает постановку задач, непосредственно процесс мышления и нахождение решения. Подробные формулировки знаний, навыков и личностных качеств, составившие разделы 2 и 3 CDIO Syllabus на третьем уровне детализации, приведены в табл. 3.2. Четвертый уровень, или уровень реализации, представлен в приложении. Личностные компетенции, которые реализуются преимущественно в профессиональном контексте и относятся к рабочим обязанностям, вошли в раздел 2.5 «Профессиональные компетенции и личностные качества». К ним относятся этика, честь, социальная ответственность, профессиональное поведение и навыки, необходимые для планирования карьеры и повышения инженерной квалификации в течение всей жизни. Кроме того, рассматриваются такие качества, как справедливость и лояльность. «Универсальные компетенции и личностные качества» (2.4) включают общие черты характера и навыки: инициативность и упорство, творческое и критическое мышление, самосознание, обучение в течение всей жизни и навыки управления временем. 1 12

2.1. Аналитическое мышление и способность решать задачи 2.2. Экспериментирование, исследование и приобретение знаний

3.1. Работа в команде

3.2. Коммуникация

2.3. Системное мышление

2.5. Профессиональные компетенции и личностные качества

3.3. Коммуникация на иностранных языках

Рис. 3.4. Перечень планируемых результатов обучения CDIO: личностные компетенции, профессиональные навыки и межличностные умения

Межличностные компетенции составляют особую категорию компетенций и, в свою очередь, делятся на три группы: работа в команде (3.1), коммуникация (3.2) и коммуникация на иностранных языках (3.3). Работа в команде включает формирование и руководство техническими и междисциплинарными командами. Под коммуникацией понимаются все необходимые навыки для разработки коммуникативной стратегии и структуры, а также навыки четырех видов коммуникации (письменной, устной, графической и электронной). Сюда также относятся навыки неформального общения: слушание, ведение перегово113

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

2.4. Универсальные компетенции и личностные качества

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

ров, защита интересов и установление контактов. Коммуникация на иностранных языках включает традиционные навыки, формирующиеся в процессе изучения иностранного языка, особенно иностранного языка в технических целях. На рис. 3.5 схематично представлено содержание раздела 4 «Планирование, проектирование, производство и применение систем в контексте предприятия, общества и окружающей среды — инновационный процесс». Оно отражает процесс создания объекта, процесса или системы, состоящий из четырех этапов: планирования и управления системами (4.3), проектирования (4.4), производства (4.5) и применения (4.6). Для описания процесса создания объекта, процесса или системы нами были подобраны термины, применимые к любым отраслям инженерной промышленности. На этапе планирования и управления системами происходит определение потребности рынка, возможностей, формирование общей концепции, системная разработка объекта или процесса и проектный менеджмент. Проектирование включает различные аспекты процесса проектирования, в том числе дисциплинарные и междисциплинарные, с учетом устойчивого развития, безопасности, эстетики, удобства в использовании и других особенностей. В этап производства входят изготовление изделий и программ, тестирование и проверка, а также проектирование и управление производственным процессом. Применение охватывает широкий круг вопросов от проектирования эксплуатации до технической поддерж-

4.3. C

4.4. D

4.5. I

4.6. O

4.2. Деловой контекст 4.1. Внешний, социальный и экологический контекст

Рис. 3.5. Перечень планируемых результатов обучения CDIO: планирование, проектирование, производство и применение

1 14

115

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

ки и усовершенствования объектов, процессов и систем и планирования прекращения их жизненного цикла. Объекты, процессы и системы создаются и применяются в определенном деловом контексте (4.2), который инженеры должны понимать, чтобы работать эффективно. Для этого необходимо осознавать культуру и стратегию развития предприятия и знать способы эффективной и изобретательной работы на предприятиях малого и среднего бизнеса, а также в крупных международных компаниях. Сюда также относятся навыки создания новых технологий и финансирования проектов. Предприятия существуют в широком внешнем, социальном и экологическом контексте (4.1), что определяет необходимость понимания роли инженерной деятельности для общества и широкого исторического, культурного и глобального контекста, а также важности принципа устойчивого развития. Таким образом, первые два уровня детализации планируемых результатов обучения в CDIO Syllabus организованы исходя из рациональных потребностей. Первый уровень отражает функции инженера, обладающего зрелостью характера, участвующего в рабочих процессах своего предприятия и стремящегося создавать объекты, процессы и системы. Второй уровень детализации состоит из элементов, характерных для профессиональной практики и научной деятельности современного инженера. Перечень далее декомпозируется на третьем и четвертом уровнях. Высокая степень детализации необходима для формулирования общих целей в виде доступных и измеримых результатов обучения. Хотя вначале CDIO Syllabus может показаться излишне подробным, он дает многочисленные преимущества преподавателям, не являющимся экспертами в отдельных областях, включенных в CDIO Syllabus. Элементы перечня определяют содержание и результаты обучения, включение необходимых навыков в учебный план, а также планирование обучения и оценку результатов. В табл. 3.2 приведена сокращенная версия третьего уровня детализации. Полная версия CDIO Syllabus 2.0, состоящая из четырех уровней детализации, приведена в приложении.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Таблица 3.2. Третий уровень детализации перечня планируемых результатов обучения CDIO Syllabus 2.0, сокращенный 1. 1.1. 1.2. 1.3.

ДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ЗНАНИЯ И ПОНИМАНИЕ БАЗОВЫЕ НАУЧНЫЕ ЗНАНИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ИНЖЕНЕРНЫЕ ЗНАНИЯ УГЛУБЛЕННЫЕ ИНЖЕНЕРНЫЕ ЗНАНИЯ, МЕТОДЫ И СРЕДСТВА

2. ЛИЧНОСТНЫЕ КОМПЕТЕНЦИИ И ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ НАВЫКИ 2.1. АНАЛИТИЧЕСКОЕ МЫШЛЕНИЕ И СПОСОБНОСТЬ РЕШАТЬ ЗАДАЧИ 2.1.1. Выявление и формулирование проблемы 2.1.2. Моделирование 2.1.3. Оценка и качественный анализ 2.1.4. Анализ в условиях неопределенности 2.1.5. Решение и рекомендации 2.2. ЭКСПЕРИМЕНТИРОВАНИЕ, ИССЛЕДОВАНИЕ И ПРИОБРЕТЕНИЕ ЗНАНИЙ 2.2.1. Формулирование гипотезы 2.2.2. Анализ литературы в печатном и электронном виде 2.2.3. Экспериментальное исследование 2.2.4. Проверка и защита гипотезы 2.3. СИСТЕМНОЕ МЫШЛЕНИЕ 2.3.1. Целостное мышление 2.3.2. Взаимодействие внутри систем 2.3.3. Расстановка приоритетов 2.3.4. Уступки, суждения и соблюдение интересов при вынесении решения 2.4. УНИВЕРСАЛЬНЫЕ КОМПЕТЕНЦИИ И ЛИЧНОСТНЫЕ КАЧЕСТВА 2.4.1. Инициатива и желание принимать решение в условиях неопределенности 2.4.2. Настойчивость, стремление к конечному результату, изобретательность и гибкость 2.4.3. Творческое мышление 2.4.4. Критическое мышление 2.4.5. Понимание собственных навыков, умений и личностных качеств 2.4.6. Обучение в течение всей жизни 2.4.7. Управление временем и ресурсами 2.5. ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ КОМПЕТЕНЦИИ И ЛИЧНОСТНЫЕ КАЧЕСТВА 2.5.1. Этика, честь и социальная ответственность 2.5.2. Профессиональное поведение 2.5.3. Упреждающее видение и планирование карьеры 2.5.4. Осведомленность в актуальных вопросах инженерной области 2.5.5. Справедливость и терпимость 2.5.6. Доверие и лояльность 3.

МЕЖЛИЧНОСТНЫЕ КОМПЕТЕНЦИИ: РАБОТА В КОМАНДЕ И КОММУНИКАЦИЯ 3.1. РАБОТА В КОМАНДЕ 3.1.1. Формирование эффективной команды 3.1.2. Работа в команде

1 16

3.1.3. Рост и развитие команды 3.1.4. Управление командой 3.1.5. Технические и междисциплинарные команды 3.2. КОММУНИКАЦИЯ 3.2.1. Стратегия коммуникации 3.2.2. Структура коммуникации 3.2.3. Письменная коммуникация 3.2.4. Электронная/мультимедийная коммуникация 3.2.5. Графическая коммуникация 3.2.6. Устная презентация 3.2.7. Умение задать вопрос, слушать и вести диалог 3.2.8. Ведение переговоров, нахождение компромисса и разрешение конфликтов 3.2.9. Защита интересов 3.2.10. Установление контактов 3.3. КОММУНИКАЦИЯ НА ИНОСТРАННЫХ ЯЗЫКАХ 3.3.1. Родной язык 3.3.2. Языки промышленных стран-партнеров 3.3.3. Другие языки 4. 4.1.

4.2.

4.3.

4.4.

ПЛАНИРОВАНИЕ, ПРОЕКТИРОВАНИЕ, ПРОИЗВОДСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМ В КОНТЕКСТЕ ПРЕДПРИЯТИЯ, ОБЩЕСТВА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ — ИННОВАЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС ВНЕШНИЙ, СОЦИАЛЬНЫЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТЕКСТ 4.1.1. Обязанности инженера 4.1.2. Влияние инженерной деятельности на общество и окружающую среду 4.1.3. Общественный контроль инженерной деятельности 4.1.4. Историко-культурный контекст 4.1.5. Современные проблемы и ценности 4.1.6. Развитие глобального мировоззрения 4.1.7. Устойчивое развитие ДЕЛОВОЙ КОНТЕКСТ 4.2.1. Уважение различных предпринимательских культур 4.2.2. Стратегия, цели и планирование предприятия 4.2.3. Техническое предпринимательство 4.2.4. Работа в организации 4.2.5. Работа в международной организации 4.2.6. Разработка и оценка новой технологии 4.2.7. Финансово-экономическое сопровождение инженерного проекта ПЛАНИРОВАНИЕ 4.3.1. Понимание потребностей и постановка целей 4.3.2. Определение функции, концепции и архитектуры 4.3.3. Разработка системы, моделирование и определение границ 4.3.4. Проектный менеджмент ПРОЕКТИРОВАНИЕ 4.4.1. Процесс проектирования 4.4.2. Определение этапов проектирования и подходов

117

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

Продолжение табл. 3.2

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Окончание табл. 3.2 4.4.3. 4.4.4. 4.4.5. 4.4.6.

Применение знаний в проектировании Дисциплинарное проектирование Междисциплинарное проектирование Проектирование с целью устойчивого развития безопасности, эстетики, удобства в использовании. 4.5. ПРОИЗВОДСТВО 4.5.1. Проектирование устойчивого процесса производства 4.5.2. Производство оборудования 4.5.3. Производство программного обеспечения 4.5.4. Аппаратно-программная интеграция 4.5.5. Тестирование, проверка, утверждение и сертификация 4.5.6. Управление производством 4.6. ПРИМЕНЕНИЕ 4.6.1. Проектирование и оптимизация устойчивого и безопасного применения 4.6.2. Обучение и применение 4.6.3. Техническая поддержка жизненного цикла системы 4.6.4. Улучшение и развитие системы 4.6.5. Демонтаж и утилизация 4.6.6. Управление процессами применения

Согласование CDIO Syllabus Для составления CDIO Syllabus 1.0, который был опубликован в 2001 г., были использованы элементы анализа потребностей заинтересованных сторон в разработке объектов, а также технологий проведения научных исследований. Процесс состоял из обсуждений в рамках рабочих групп, анализа документов, анкетирования и экспертной оценки. Первый вариант был разработан по результатам деятельности рабочих групп и изучения четырех основных документов: «Критериев аккредитации инженерных программ» ABET, «Требуемых характеристик инженера» компании Boeing и двух внутренних документов Массачусетского технологического института (США), касающихся целей инженерных программ первого цикла обучения. Общая структура, ясность формулировок и полнота CDIO Syllabus 1.0 затем были улучшены по итогам анкетирования заинтересованных сторон, после чего второй уровень детализации был отправлен на экспертизу нескольким специалистам из разных областей. Финальная версия 1 18

119

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

CDIO Syllabus 1.0 была сформирована с учетом мнения экспертов и привлеченных специалистов. В 2010 г. обновление CDIO Syllabus до версии 2.0 проходило с применением той же процедуры. Был изучен ряд документов по аккредитации, в том числе обновленные критерии ABET, критерии Канадского инженерного аккредитационного совета CEAB, стандарты компетенций профессиональных инженеров Великобритании UK-SPEC [10], Дублинские дескрипторы [11], государственные требования к выпускникам инженерных вузов Швеции [12] и рамочные стандарты аккредитации инженерных программ EUR-ACE [13]. Значительный вклад в усовершенствование CDIO Syllabus внесли преподаватели вузов, использовавшие его для усовершенствования своих программ. В результате CDIO Syllabus был дополнен недостающими формулировками результатов обучения, более четко структурирован и приведен в соответствие с национальными стандартами. Для обеспечения полноты и сопоставимости с наиболее значимыми нормативными документами профессионального образования CDIO Syllabus 2.0 был согласован со многими упомянутыми стандартами. Так, например, формулировки второго уровня детализации согласованы с критериями оценивания 3а–3k ABET (табл. 3.3). В соответствии с требованиями ABET аккредитованные инженерные программы должны гарантировать достижение выпускниками 11 конкретных результатов обучения. Все они были включены в CDIO Syllabus. В действительности CDIO Syllabus является более полным. Например, среди результатов обучения ABET напрямую не упоминается системное мышление (2.3), из многочисленных атрибутов раздела 2.4 «Универсальные компетенции и личностные компетенции» CDIO Syllabus среди требований ABET встречается только способность к обучению в течение всей жизни (3i) и отсутствуют, например, инициатива, настойчивость и критическое мышление. Из нескольких важных атрибутов, вошедших в раздел 2.5 «Профессиональные компетенции и личностные качества», среди оценочных критериев ABET упоминается лишь понимание профессиональных и этических обязанностей (3f ).

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Таблица 3.3. Соответствие CDIO Syllabus критерию 3 Совета по аккредитации ABET Критерий 3 ABET

Перечень CDIO

a

b

c

d

e

f

g

h

i

j

1.1. Базовые научные знания 1.2. Фундаментальные инженерные знания 1.3. Углубленные инженерные знания 2.1. Аналитическое мышление и способность решать задачи 2.2. Экспериментирование, исследование и приобретение знаний 2.3. Системное мышление 2.4. Универсальные компетенции и личностные качества 2.5. Профессиональные компетенции и личностные качества 3.1. Работа в команде 3.2. Коммуникация 3.3. Коммуникация на иностранных языках 4.1. Внешний, социальный и экологический контекст 4.2. Деловой контекст 4.3. Планирование 4.4. Проектирование 4.5. Производство 4.6. Применение Высокая степень соответствия

1 20

Хорошая степень соответствия

k

121

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

Среди всех проанализированных документов критерии ABET более полно отражают участие инженера во всех этапах жизненного цикла объекта, что отразилось в формулировке результата обучения 3c «Способность проектировать системы, компоненты или процессы в соответствии с заданными требованиями и учетом реальных ограничений, связанных с экономикой, окружающей средой, социальной, политической, этической сферами, здоровьем и безопасностью труда, технологичностью производства и устойчивым развитием». Проектирование систем в соответствии с заданными требованиями составляет общую идею раздела 4.3 CDIO Syllabus «Планирование и управление системами». Проектирование компонентов или процессов соответствует разделу 4.4 CDIO Syllabus «Проектирование», а проектирование с учетом ограничений, связанных с технологичностью производства и устойчивым развитием, отражает потребность в изучении производства (4.5) и применения (4.6). Сравнивая CDIO Syllabus и критерий 3 Совета по аккредитации ABET, необходимо отметить два преимущества CDIO Syllabus. Преимущество CDIO Syllabus — его более логичная организация, иными словами, в нем более очевидно отражены функции современного инженера. Хотя такая организация не всегда позволяет понять, какие изменения необходимо произвести, она лучше обосновывает саму необходимость проведения реформ. Основное же преимущество CDIO Syllabus — высокая степень детализации планируемых результатов обучения по сравнению с критериями ABET, которая позволяет общим формулировкам, таким, например, как «хорошие коммуникативные навыки», обрести практическое значение. Кроме того, в CDIO Syllabus определены измеримые цели, без чего разработка и оценка образовательной программы невозможны. Подобным образом CDIO Syllabus был проанализирован на соответствие стандартам аккредитации других стран. В примерах 3.1 и 3.2 приводятся результаты анализа CDIO Syllabus на соответствие стандартам инженерных программ в Великобритании и критериям аккредитации АИОР в России соответственно.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

ПРИМЕР 3.1. СООТВЕТСТВИЕ CDIO SYLLABUS СТАНДАРТАМ UK-SPEC CDIO Syllabus был сопоставлен с национальными критериями аккредитации инженерных программ Великобритании, опубликованными в 2004 г. и обновленными в 2011-м. Критерии аккредитации стали результатом совместной работы Инженерного совета (www.engc. org.uk) и Агентства по обеспечению качества Великобритании (QAA, www.qaa.ac.uk). Согласно национальным критериям, для присвоения статуса дипломированного инженера (Chartered Engineer) необходимо получить квалификацию магистра техники и технологий (Master of Engineering, MEng). Выпускники менее трудоемких программ бакалаврского уровня (Bachelor of Engineering, BEng) получают квалификацию зарегистрированных инженеров (Incorporated Engineers, IEng) и могут повысить квалификацию до уровня дипломированного инженера, освоив программу второго цикла продолжительностью один год, ведущую к присвоению квалификации, соответствующей магистру техники и технологий. Перечень требований определен в стандарте UK-SPEC, состоящем из двух документов. Первый документ (стандарт профессиональной инженерной компетентности Великобритании — UK Standard for Professional Engineering Competence) определяет пороговые требования к уровню компетенций, необходимых для регистрации в качестве дипломированного или зарегистрированного инженера. Во втором документе (Аккредитация программ высшего образования — The Accreditation of Higher Education Programs) предъявляются требования к аккредитации инженерных образовательных программ. Оба документа доступны на официальном сайте Инженерного совета (http://www.engc.org.uk). Критерии аккредитации предъявляются в виде списка обязательных результатов обучения, сгруппированных в две категории — Общие результаты обучения и Предметные результаты обучения: А. Общие результаты обучения: 1. Знание и понимание. 2. Интеллектуальные способности.

1 22

В. Предметные результаты обучения: 1. Базовые научные знания и соответствующие инженерные знания. 2. Инженерный анализ. 3. Проектирование. 4. Экономический, социальный и экологический контекст. 5. Инженерная практика. В стандарте UK-SPEC сформулирован базовый перечень результатов обучения по программам бакалаврского уровня (BEng), практически все требования к которым затем расширяются путем определения дополнительных результатов обучения для магистерских программ (MEng). Результаты обучения UK-SPEC сформулированы с большей степенью детализации, чем 11 критериев ABET. Например, предметные результаты обучения бакалаврских программ включают 26 отдельных результатов обучения, которые затем дополняются еще 14 результатами обучения магистерских программ. Однако в ряде случаев результатам обучения недостает точности и ясности формулировок. Частично это обусловлено особенностями системы образования в Великобритании, где не существует центрального органа по аккредитации образовательных программ. Эта функция возложена на разные инженерные организации, такие как Институт инженеров-механиков (Institution of Mechanical Engineers), Институт техники и технологий (Institution of Engineering and Technology) или Институт гражданского строительства (Institution of Civil Engineers). В общей сложности более 30 организаций имеют право проводить аккредитацию, многие из которых разработали собственные критерии, их цель — адаптация национальных стандартов к особенностям конкретной предметной области. Зачастую общие результаты обучения в стандарте UK-SPEC уточняются и детализируются в предметных результатах обучения. Исключение составляют только

123

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

3. Практические компетенции. 4. Общие личностные компетенции.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

общие личностные компетенции, основанные на ключевых навыках более высокого уровня, сформулированных Агентством по развитию образовательных программ и квалификациям (Qualifications and Curriculum Development Agency), ранее известным как Управление по вопросам квалификаций и образовательных программ (Qualifications and Curriculum Authority). Это агентство активно занимается развитием ключевых компетенций в шести областях: математике, коммуникациях, информационно-коммуникационных технологиях, самообучении и повышении квалификации, решении задач и работе в команде. В этих областях для образовательных программ всех направлений и уровней подготовки в Великобритании (в том числе и для программ высшего образования) определена минимальная необходимая степень сформированности компетенций. Требования к необходимым компетенциям в высшем образовании сформулированы достаточно широко. Для инженерных программ перечень специальных компетенций не определен. Критерии аккредитации UK-SPEC и стандарты профессиональной регистрации между собой практически не согласованы. Например, в планируемых результатах обучения не отражены стандарты, касающиеся лидерства, межличностных компетенций и коммуникации в профессиональной среде. Частично причиной тому стало делегирование ответственности за развитие личностных навыков Агентству по развитию образовательных программ и квалификациям (www.qcda.gov.uk), несмотря на то что в результате правительственной реформы 2011 г. оно будет расформировано. С другой стороны, существует мнение, что профессиональные компетенции и личностные качества могут быть приобретены только в процессе трудовой деятельности. Как видно из представленного списка, в стандарте UK-SPEC результаты обучения, относящиеся к проектированию, выделены в отдельную группу. Внутри группы некоторые результаты касаются этапа разработки концепции, который предшествует проектированию. Однако принцип организации инженерного образования в контексте всего жизненного цикла системы в стандар-

1 24

• Несмотря на то что в стандарт UK-SPEC включено больше результатов обучения, чем в критерии ABET, ему недостает степени детализации CDIO Syllabus. • Стандарт UK-SPEC не обладает самодостаточностью, так как в части важных личностных и межличностных компетенций он обращается к требованиям Агентства по развитию образовательных программ и квалификациям, регулирующим лишь ограниченный перечень 125

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

те UK-SPEC не отражен. Лишь один результат обучения определен как «способность обеспечивать соответствие цели всех этапов решения задачи, включая производство, применение, техническую поддержку и утилизацию» и перекликается с видением CDIO. Тем не менее этот результат обучения включен в стандарт под заголовком «Проектирование» и, соответственно, относится к многоцелевому проектированию. Таким образом, можно сделать вывод, что в стандарте UK-SPEC не отражено понимание необходимости для инженера знать, как применяется его проект в виде реального объекта или системы. Более того, кроме упоминания важности устойчивого развития в стандарте UK-SPEC отдельно не говорится об этапе применения жизненного цикла объекта или системы. В стандарте UK-SPEC также упоминается, что система образования в Шотландии отличается от системы образования в остальных провинциях Великобритании, и даются рекомендации по соответствующему применению стандарта. Инженерный совет также имеет право уполномочивать сторонние организации присуждать знак качества EUR-ACE аккредитованным инженерным программам. Рамочные стандарты EUR-ACE согласованы со структурами квалификаций высшего образования, которые были разработаны в рамках Болонского процесса, что определяет международный уровень квалификаций, отмеченных знаком качества EUR-ACE и присуждаемых в Великобритании. Из всего вышесказанного можно сделать очевидный вывод, что CDIO Syllabus обладает рядом преимуществ перед стандартом UK-SPEC.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

компетенций, не относящихся непосредственно к выпускникам инженерных программ. • По сравнению с CDIO Syllabus стандарт UK-SPEC определяет лишь ограниченное количество профессиональных компетенций. Хотя формальное обучение новых сотрудников на базе компаний, которое было очень распространено в Великобритании, до сих пор встречается довольно часто, работодатели ожидают, что после окончания университета выпускники буду обладать профессиональными навыками, необходимыми для начала трудовой деятельности на занимаемой должности. • Стандарт UK-SPEC не удовлетворяет потребности в обучении в контексте всех аспектов жизненного цикла объектов и систем. В частности, этапы производства и применения не нашли отражения в результатах обучения. Можно отметить, что стандарт UK-SPEC не реализует свой полный потенциал, поскольку ограничен списком результатов обучения. Несмотря на то что к основным компонентам CDIO Syllabus также относятся планируемые результаты обучения, они сопровождаются обоснованием, стандартами и описанием процесса планирования результатов обучения с учетом специфики программы. Комплексный характер CDIO Syllabus также гарантирует включение всех результатов обучения, достижение которых проверяется в процессе аккредитации программы. В сочетании с другими элементами подход CDIO выполняет более широкую задачу, чем аккредитация, — он ясно определяет пути усовершенствования инженерных программ.

П. АРМСТРОНГ, КОРОЛЕВСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ БЕЛФАСТА П. ГУДХЬЮ, ЛИВЕРПУЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Ассоциация инженерного образования России (АИОР) в течение десяти лет успешно развивает интегрированную в международные структуры национальную систему профессионально-общественной аккредитации образовательных программ высшего образования в области техники и технологий.

1 26

1. Профессиональные компетенции. 1.1. Применение фундаментальных знаний. 1.2. Инженерный анализ.

127

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

В 2002 г. АИОР были разработаны критерии аккредитации образовательных программ вузов по техническим специальностям и направлениям с опорой на мировой опыт и лучшие традиции российского инженерного образования. В 2003 г. АИОР заключила соглашение о совместной деятельности по развитию национальной системы общественно-профессиональной аккредитации образовательных программ с Министерством образования РФ, а в 2005 г. — соглашение о сотрудничестве с Федеральной службой по надзору в сфере образования и науки. В 2003–2013 гг. АИОР подписала соглашения о совместной деятельности по оценке качества и аккредитации инженерного образования с Торгово-промышленной палатой РФ, Российским союзом научных и инженерных общественных объединений, укрепила деловые контакты с Российским союзом промышленников и предпринимателей и другими организациями, заинтересованными в развитии инженерного образования в стране. В 2004–2006 гг. АИОР участвовала в выполнении международного проекта по разработке EUR-ACE Framework Standards for Accreditation of Engineering Programmes и созданию в Европе системы аккредитации инженерного образования в рамках Болонского процесса. С 2006 г. АИОР представляет Россию в Европейской сети по аккредитации инженерного образования ENAEE и имеет право присваивать аккредитованным программам европейский знак качества EUR-ACE Label. В 2012 г. АИОР стала действительным членом Washington Accord, самой авторитетной в мире организации в области оценки качества инженерного образования на основе IEA Graduate Attributes and Professional Competencies. Требования АИОР (критерий 5) к результатам обучения и подготовки в вузе выпускников образовательных программ в области техники и технологий к инженерной деятельности структурированы по профессиональным и универсальным компетенциям:

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

1.3. Инженерное проектирование. 1.4. Исследования. 1.5. Инженерная практика. 1.6. Специализация и ориентация на работодателя. 2. Универсальные компетенции. 2.1. Менеджмент. 2.2. Коммуникации. 2.3. Индивидуальная и командная работа. 2.4. Профессиональная этика. 2.5. Социальная ответственность. 2.6. Обучение в течение всей жизни. Ниже представлены результаты сравнительного анализа разделов CDIO Syllabus и требований критерия 5 АИОР. В таблице столбцы имеют нумерацию, соответствующую разделам CDIO Syllabus (см. табл. 3.2), а строки — нумерацию требований критерия 5 АИОР. Знаком «X» отмечено полное совпадение требований, а знаком «О» — совпадение требований по существу. CDIO АИОР 1.1

1.1 1.2 1.3 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 3.1 3.2 3.3 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 X

X

X

1.2

O

O

O

1.3

X

1.4 1.5

O

X

O

1.6 2.1

X

2.2

X

2.3 2.4

X

2.5 2.6

1 28

X

X X O

O

O

O

O

O

O

O

O

А.И. ЧУЧАЛИН, АССОЦИАЦИЯ ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИИ Чтобы удостовериться в комплексности CDIO Syllabus, мы сравнили его с перечнями общих компетенций, требуемых от инженеров в разных направлениях профессиональной деятельности. Для всех направлений общими оказались следующие навыки: 2.1. Аналитическое мышление и способность решать задачи; 2.3. Системное мышление; 2.4. Универсальные компетенции и личностные качества; 2.5. Профессиональные компетенции и личностные качества; 3.1. Работа в команде; 3.2. Коммуникация; 3.3. Коммуникация на иностранных языках; 4.1. Внешний, социальный и экологический контекст. Существуют не менее пяти направлений профессиональной деятельности, в которых могут работать инженеры в зависимости от индивидуальных особенностей и интересов. На рис. 3.6 129

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

Результаты сравнительного анализа показывают полное совпадение разделов CDIO Syllabus и критерия 5 АИОР по большинству позиций: в части фундаментальной естественно-научной, математической и общеинженерной подготовки выпускников, их компетенций в области проектирования, исследований, менеджмента, коммуникаций, индивидуальной и командной работы, профессиональной этики и социальной ответственности. Требование критерия 5 АИОР относительно готовности выпускников к инженерному анализу (1.2) по существу совпадает с разделами CDIO Syllabus, касающимися способностей выпускников к аналитическому обоснованию и решению проблем (2.1) и системному мышлению (2.3). Требования критерия 5 АИОР по инженерной практике (1.5) и ориентации на работодателя (1.6) согласуются с разделами CDIO Syllabus, относящимися к готовности выпускников к практическому решению задач планирования, проектирования, производства и применения продуктов инженерной деятельности (4.3–4.6). Требования критерия 5 АИОР в части обучения в течение всей жизни (2.6) корреспондируется с содержанием раздела 2.4 CDIO Syllabus [14].

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Аналитическое мышление и способность решать задачи (2.1) Системное мышление (2.3) Универсальные компетенции и личностные качества (2.4) Профессиональные компетенции и личностные качества (2.5) Работа в команде (3.1) Коммуникация (3.2)

+

Экспериментирование, исследование и приобретение знаний (2.2)

=

Проведение научных исследований

Планирование и управление системами (4.3)

=

Разработка систем

Проектирование (4.4) Производство (4.5)

=

Разработка устройств и процессов

=

Техническая поддержка и инженерное обеспечение производства объектов и процессов

=

Производственная и предпринимательская деятельность

Применение (4.6)

Коммуникация на иностранных языках (3.3) Внешний, социальный и экологический контекст (4.1)

Деловой контекст (4.2)

Рис. 3.6. Соответствие CDIO Syllabus направлениям профессиональной деятельности инженеров

показано, насколько CDIO Syllabus соответствует каждому из них. Безусловно, ни один выпускник не может быть экспертом во всех направлениях и, возможно, даже не будет обладать исключительными компетенциями ни в одном из них. Однако в современной инженерной практике роль каждого специалиста постоянно меняется. Выпускник инженерных программ должен уметь эффективно взаимодействовать с представителями каждого направления, иметь широкую подготовку, позволяющую выбрать карьеру в одном из них или в их комбинации. 1 30

Перечень CDIO Syllabus составлялся как документ, описывающий компетенции, которые будут неизменно необходимы инженерам на протяжении многих лет. Однако в инженерной деятельности и инженерном образовании также важны вновь возникающие проблемы. Как уже упоминалось в главе 2, к таким проблемам относятся устойчивое развитие, инновации и глобализация, о чем пойдет речь в этом разделе. Далее будет подробно рассмотрена роль инженера в руководстве предприятием и предпринимательстве, которая в последнее время становится все более заметной. Эти вопросы не были напрямую затронуты в первой версии CDIO Syllabus, однако в него вошли многие знания и навыки, необходимые для ведения соответствующей деятельности. При подготовке второй версии CDIO Syllabus устойчивое развитие, инновации, глобализация и предпринимательство были выделены в отдельные категории, что позволяет говорить о том, что теперь CDIO Syllabus описывает все необходимые навыки и знания современного инженера. За последнее десятилетие широкое распространение получил вопрос устойчивого развития. Будущие инженеры должны быть способны смягчать негативные последствия современной энергетики и производства для окружающей среды и создавать новые системы без применения углеродного топлива. В CDIO Syllabus планируемые результаты обучения, касающиеся вопросов окружающей среды и экологического контекста, отражены в формулировках раздела 4.1 и пункта 4.1.7 «Устойчивое развитие». Им уделено больше внимания в процессах проектирования (4.4), производства (4.5) и применения (4.6). Необходимо также подчеркнуть, что подход CDIO в целом существенным образом способствует устойчивому развитию за счет определения роли инженера в планировании, проектировании, производстве и применении сложных технических объектов, процессов и систем 131

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

Современные вопросы инженерной деятельности — устойчивое развитие, инновация и глобализация

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

с учетом их жизненного цикла. Комплексная концепция устойчивого развития включает три аспекта: экономическую, экологическую и социальную устойчивость, и состоит из предметных и аналитических вопросов, в том числе вопросов этики и принятия решений [15]. Многие формулировки, вошедшие в CDIO Syllabus, подчеркивают применение жизненного цикла как контекста, например: «требования должны относиться ко всем этапам жизненного цикла», «анализ должен проводиться с точки зрения значимости и затрат жизненного цикла» и «демонтаж объекта должен учитываться на этапе планирования». Исходя из широкого определения устойчивого развития, можно проследить связь между его принципами и формулировками CDIO Syllabus [16]. Королевская инженерная академия Великобритании разработала замечательное руководство по обучению основам применения техники исходя из принципов устойчивого развития. В нем устойчивость определяется как структурное пересечение техноцентрических, социоцентрических и экоцентрических проблем [17]. Анализ CDIO Syllabus на наличие этих трех категорий выявил большое внимание к вопросам разработки и использования технологий с учетом необходимости устойчивого развития, вопросам экологии и ответственности инженера перед обществом и окружающей средой. Сравнение 12 принципов применения техники с учетом необходимости устойчивого развития, сформулированных Королевской академией, и результатов обучения, составляющих CDIO Syllabus, приведено в табл. 3.4. В большинстве случаев каждому принципу устойчивого развития соответствует навык или знание в составе CDIO Syllabus. Таким образом, можно сделать вывод, что перечень планируемых результатов обучения, представленный в CDIO Syllabus 2.0, способствует формированию компетенций устойчивого развития за счет высокой степени наглядности и глубокой проработанности. Второй важный вопрос современной инженерной деятельности — роль инженера в инновационном процессе. Конфедерация британской промышленности (Confedera1 32

Принципы устойчивого развития

CDIO Syllabus

1. Смотреть за пределы собственного местоположения и ближайшего будущего

4.1.1. Обязанности инженера 4.1.2. Влияние инженерной деятельности на общество и окружающую среду 4.1.6. Развитие глобального мировоззрения

2. Производить новшества и быть изобретательным

2.4.3. Творческое мышление

3. Искать сбалансированное решение

2.3.4. Уступки, суждения и соблюдение интересов при вынесении решения

4. Стремиться к участию всех 4.2.2. Стратегия, цели и планирование заинтересованных лиц предприятия 5. Знать потребности

4.3.1. Понимание потребностей и постановка целей

6. Эффективно планировать и управлять

4.3.4. Проектный менеджмент

7. Несомненное 8. предпочтение устойчивости Виновники загрязнения должны платить

4.1.7. Устойчивое развитие 4.4.6. Проектирование с целью устойчивого развития, безопасности, эстетики, удобства в использовании и др.

9. Применять всеобъемлющий принцип «от колыбели до могилы»

2.3.1. Целостное мышление 4.3.3. Разработка системы, моделирование и определение границ

10. Правильно делать правильные вещи

2.5.1. Этика, честь и социальная ответственность

11. Остерегаться сокращения затрат, маскирующихся под оптимизацию стоимости

2.4.4. Критическое мышление 4.3.4. Проектный менеджмент

12. Придерживаться самому декларируемых принципов

2.5.1 Этика, честь и социальная ответственность

133

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

Таблица 3.4. Соответствие CDIO Syllabus принципам устойчивого развития

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

tion of British Industry) дает общее определение инновации в «Отчете по итогам обследования инноваций» как «последовательного применения новых идей» [18]. Особая функция инженеров в инновационном процессе заключается в развитии и выведении на рынок новых товаров и услуг. С этой точки зрения инновация предстает всего лишь как рыночный взгляд на вопросы, очерченные в CDIO Syllabus в пунктах 4.2–4.6: планирование (4.3), проектирование (4.4), производство (4.5) и применение (4.6) в рамках предприятия (4.2). Для того чтобы подчеркнуть этот аспект, в заголовок раздела 4 CDIO Syllabus было добавлено понятие «инновационный процесс». В версии CDIO Syllabus 2.0. тема инноваций была также усилена за счет дополнения и уточнения таких вопросов, как стратегия развития предприятия, разработка и оценка новых технологий и финансово-экономическое сопровождение инженерного проекта (4.2), а также понимание потребностей и постановка целей (4.3). Другая точка зрения на инновацию обращает внимание на требования к компетенциям самого инженерановатора: глубокое понимание концепций, умение применять идеи и стремление к самосовершенствованию. Иными словами, это те инновационные знания и навыки, а также положительное отношение к необходимому риску, которые можно увидеть в CDIO Syllabus: дисциплинарные знания (раздел 1), навыки, необходимые для применения идей (большая часть раздела 4), а также коммуникация (3.2 и 3.3) и работа в команде (3.1). Личностные компетенции, определяющие склонность и стремления к инновациям, включают желание рисковать (2.4.1), настойчивость (2.4.2), творческое мышление (2.4.3) и критическое мышление (2.4.4). Таким образом, CDIO Syllabus подробно описывает навыки и способности, необходимые инженеру для ведения инновационной деятельности. Мы живем в условиях интернационализации и мобильности рабочей силы в связи с увеличением количества международных соглашений и ростом мировой торговли. Инженеры постоянно сталкиваются с иностран1 34

Современные вопросы инженерной деятельности — лидерство и предпринимательство Современное общество все чаще требует от инженеров руководящей роли и предпринимательской деятельности. Лидерство относится к умению организовать, разработать концепцию и обеспечить работу других. В этом контексте предпринимательство рассматривается как особый вид деятельности, направленный на создание и управление новым предприятием. Лидерство и предпринимательство не противоречат требованиям CDIO Syllabus. В конечном счете цель подхода CDIO — «подготовить студентов, способных… руководить процессом создания и эксплуатации новых объектов, процессов и систем…». Таким образом, знания, навыки и личностные качества, необходимые для создания и эксплуатации новых объектов, процессов и систем, включены в перечень планируемых результатов обучения CDIO Syllabus. В действительности лидерство и предпринимательство имеют много общего как между собой, так и с навыками, вошедшими в CDIO Syllabus (рис. 3.7). Далее следует обсуждение инженерного лидерства как совокупности навыков, часть из которых не вошла в CDIO Syllabus, а также инженерного предпринимательства как совокупности навыков, дополняющих CDIO Syllabus. 135

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

ными партнерами на своих предприятиях, работают в международных организациях и сотрудничают с компаниями, поставщиками и клиентами из других стран. Инженерная рабочая сила стала более мобильной. Современные инженеры нередко работают не в тех странах, в которых получают образование. Для того чтобы подготовить студентов к будущей профессии, CDIO Syllabus обращает внимание на необходимость развития глобального мировоззрения (4.1.6) и навыков работы в международной организации (4.2.5), что требует коммуникации на иностранных языках (3.3) и понимания международных норм в рамках 2.5.2.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВО

ИНЖЕНЕРНОЕ ЛИДЕРСТВО

НАВЫКИ CDIO Syllabus

Рис. 3.7. Соотношение знаний, навыков и личностных качеств, вошедших в CDIO Syllabus, и составляющих: инженерное лидерство и предпринимательство

Очевидно, многие образовательные программы, разработанные на основе CDIO Syllabus, не обеспечивают формирование навыков, составляющих лидерство и предпринимательство, несмотря на то что на определенном этапе профессиональной деятельности многие инженеры займут руководящие должности, будь то лидер небольшой группы или технический директор целого предприятия. Лидерство включено в основной состав CDIO Syllabus в виде пункта 3.1.4, но он относится к управлению небольшими группами и используется лишь для обозначения широкого спектра навыков, необходимых руководителю. В связи с этим нами были разработаны дополнительные материалы по обучению лидерству и предпринимательству, о которых речь пойдет далее (табл. 3.5). В последние годы многие авторы пишут о качествах, которые необходимы руководителю. Современная наука изучает лидерство с точки зрения организационного поведения. Такие исследования часто проводятся в школах бизнеса и управления, например в Школе менеджмента Слоана (Sloan School of Management) при Массачусетском технологическом институте (США), где были сформулированы четыре принципа лидерства [19]. Исследование основано на четырех постулатах. 1 36

4.7. РУКОВОДСТВО ИНЖЕНЕРНЫМИ ПРОЦЕССАМИ

4.8. ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВО

4.8.1. Создание предприятия, организация Навыки, формирующие целеустремленность и управление его 4.7.1. Выявление проблемы, задачи работой или парадокса 4.8.2. Разработка бизнес-плана 4.7.2. Творческое мышление и коммуникационные возможности 4.8.3. Капитализация и финансирование 4.7.3. Нахождение решения компании 4.7.4. Разработка новой концепции 4.8.4. Вывод на рынок решения инновационных товаров Навыки, формирующие предвидение или услуг 4.7.5. Создание и руководство 4.8.5. Планирование организацией производства продукции и услуг с использованием 4.7.6. Планирование и руководство новых технологий полным циклом выполнения проекта 4.8.6. Инновационная система, сеть, инфраструктура 4.7.7. Вынесение проектных и технических и сервис суждений, критическое обоснование 4.8.7. Формирование команды 4.7.8. Инновации — разработка и стимулирование концепции, проектирование и вывод инженерных процессов на рынок новых товаров и услуг 4.8.8. Управление 4.7.9. Изобретение — разработка интеллектуальной новых устройств, материалов или собственностью процессов для создания новых товаров и услуг 4.7.10. Производство и применение — создание и применение товаров и услуг, которые приносят прибыль

1. Лидерство распределено между людьми. 2. Лидерство индивидуально. 3. Лидерство развивается в течение карьеры и, соответственно, изменяется со временем. 4. Каждый человек самостоятельно определяет принципы лидерства. Исследователи Школы менеджмента Слоана также сформулировали четыре основные способности, характеризующие лидера: осмысление, отношение, видение и 137

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

Таблица 3.5. Расширенная версия CDIO Syllabus 2.0

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

реализация видения (изобретение). В рамках совместной программы «Инженерное лидерство» фонда Б. Гордона и Массачусетского технологического института эта модель была адаптирована к инженерной деятельности и дополнена такими компетенциями, как стремление к лидерству и базовые технические знания [20]. Таким образом, в адаптированную модель инженерного лидерства вошли шесть основных навыков, часть из которых перекликается с навыками в CDIO Syllabus 2.0. 1. Стремление к лидерству, базовые личные ценности и характер: инициатива, стремление производить, изобретательность, целостность и лояльность. Большинство из этих характеристик включены в разделы 2.4 «Универсальные компетенции и личностные качества» и 2.5 «Профессиональные компетенции и личностные качества» CDIO Syllabus. 2. Отношение к людям: развитие доверительных отношений с другими людьми, обучение эффективной коммуникации и руководство через представление интересов, даже если формально занимаемая должность не является руководящей. Эти навыки вошли в CDIO Syllabus как работа в команде (3.1), коммуникация (3.2) и, возможно, коммуникация на иностранных языках (3.3). 3. Осмысление контекста: осмысление контекста изменяющегося мира вокруг нас. Эти навыки включены в разделы 4.1 «Внешний, социальный и экологический контекст», 4.2 «Деловой контекст», 4.3 «Планирование и управление системами» и 2.3 «Системное мышление». 4. Выработка целенаправленного видения: формирование собственного видения проблемы и умение донести его до других людей. 5. Реализация видения: инженеры-лидеры должны изобретать способы понимания ситуации и организации совместной работы с другими людьми. 6. Технические знания: освоение базовых технических знаний и навыков, отличающих инженеров от других специалистов. Такие знания и навыки описаны в разделе 1.0 «Технические знания и мышление». 1 38

139

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

Компетенции, не вошедшие в первую версию CDIO Syllabus, были включены в версию CDIO Syllabus 2.0, сформировав новый раздел 4.7 «Руководство инженерными процессами», в который были включены навыки, формирующие целеустремленность (4.7.1–4.7.4), и навыки, формирующие предвидение (4.7.5–4.7.10) (см. табл. 3.2 и CDIO Syllabus 2.0 в приложении). В раздел 4.7 вошли специальные навыки инженерного лидерства, такие как определение проблемы или задачи, креативность, разработка концепции инженерного решения, создание и руководство техническим предприятием и вынесение технических суждений. Для формирования многих из этих навыков, так же как и описанных ниже предпринимательских навыков, необходим значительный профессиональный опыт, что может представлять определенную сложность на этапе обучения в университете. Навыки предпринимательства и лидерства вошли в расширенную версию CDIO Syllabus 2.0 в качестве руководства, таксономии и целей, которые могут быть использованы для программ, направленных на достижение соответствующих результатов обучения. Под предпринимательством понимаются особые навыки, необходимые для организации бизнеса и дополняющие инженерные навыки и навыки инженерного лидерства (см. рис. 3.7). Частично навыки предпринимательства вошли в раздел 4.2.3 CDIO Syllabus и более подробно описаны в разделе 4.8. С точки зрения классической экономики предпринимательство предполагает перераспределение и мобилизацию капитала и человеческих ресурсов для формирования новой экономической деятельности. В современном мире понятие «предпринимательство» используется исключительно для определения процесса создания новой компании. При этом запуск принципиально нового производства в рамках уже существующего предприятия иногда определяется как «интрепренершип» (предпринимательская деятельность внутри предприятия) [21]. Предпринимательская деятельность (т.е. создание новой компании) требует уникальных компетенций [22].

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Они формируются параллельно с развитием навыков, необходимых для работы в существующей компании. Например, поиск новых возможностей использования развивающихся технологий имеет много общего с разработкой бизнес-плана по созданию нового товара. Тем не менее существует ряд предпринимательских навыков, которые могут никогда не пригодиться инженеру, работающему в существующей компании, — например: прием на работу большого числа талантливых специалистов, готовых рисковать; справедливое отношение, мотивирующее инновации или создание корпоративной культуры на новом предприятии. Для того чтобы отразить предпринимательские навыки в CDIO Syllabus 2.0, он был дополнен разделом 4.8, в который вошли следующие компетенции: создание предприятия, организация и управление его работой, разработка бизнес-плана, капитализация и финансирование компании, вывод на рынок инновационных товаров или услуг, произведенных с использованием новых технологий, инновационная система, сеть, инфраструктура и сервис, формирование команды и стимулирование инженерных процессов (планирования, проектирования, производства и применения), управление интеллектуальной собственностью (см. табл. 3.5 и CDIO Syllabus 2.0 в приложении). РЕЗУЛЬТАТЫ ОБУЧЕНИЯ И УРОВНИ УСВОЕНИЯ ЗНАНИЙ И НАВЫКОВ Перечень планируемых результатов обучения CDIO Syllabus состоит из описания знаний и навыков, по каждому из которых студенты должны достичь определенного уровня усвоения после окончания образовательной программы. CDIO Syllabus комплексно отвечает на вопрос, сформулированный в начале главы: Каким набором знаний, навыков и личностных качеств должны обладать выпускники инженерных вузов после освоения программы и на каком уровне?

1 40

1. Анализ CDIO Syllabus 2.0 и его адаптация к особенностям программы, университета и страны. 2. Определение внутренних и внешних заинтересованных сторон программы, в том числе преподавателей, выпускников, представителей промышленности и др. 3. Определение способов привлечения заинтересованных сторон и оценки их мнения. К таким способам могут относиться анкетирование, создание рабочих групп, интервьюирование или семинары. 4. Обсуждение мнения заинтересованных сторон с целью определения ожидаемых уровней освоения знаний и навыков. 5. Формулирование целей образовательной программы и результатов обучения на основе ожидаемых уровней усвоения знаний и навыков. Разработка учебно-методических материалов и системы оценивания студентов на основе целей и результатов обучения программы. 141

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

Однако согласно стандарту 2 CDIO требуется не только перечислить результаты обучения, но и определить специфические детализированные результаты обучения, описывающие личностные и межличностные компетенции, дисциплинарные знания и навыки создания объектов, процессов и систем, соответствующие целям программы и согласованные с заинтересованными сторонами. Для того чтобы перевести перечень знаний, навыков и личностных качеств в термины результатов обучения, необходимо для каждого из них определить ожидаемый уровень сформированности. При этом крайне желательно учесть мнение заинтересованных сторон и найти компромисс между отдельными точками зрения и коллективным опытом. Именно такой смысл вложен авторами подхода CDIO в формулировку «согласованы с заинтересованными сторонами программы». На рис. 3.8 показана процедура определения уровня сформированности и формулирования результатов обучения на основе CDIO Syllabus, которая состоит из следующих этапов.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

CDIO Syllabus 2.0

Цели программы, нормативные документы университета, государственные стандарты

Адаптация CDIO Syllabus

Привлечение заинтересованных сторон

Критерии аккредитации

Формулирование результатов обучения программы

Анализ результатов

Рис. 3.8. Процедура формулирования результатов обучения программы на основе CDIO Syllabus

Рассмотрим процедуру определения уровня сформированности и формулирования результатов обучения на примере четырех университетов. На раннем этапе разработки подхода CDIO преподаватели программ «Машиностроение» Технологического университета Чалмерса, «Системная (электронная) инженерия» Университета Линчёпинга, «Транспортное машиностроение» Королевского технологического института (Швеция) и «Аэронавтика и астронавтика» Массачусетского технологического института (США) проводили совместную работу по определению ожидаемых уровней сформированности для каждого навыка в составе CDIO Syllabus, для чего привлекали к реализации проекта представителей заинтересованных сторон каждой программы [23]. Для того чтобы обеспечить сопоставимость результатов, уровни усвоения знаний и навыков для каждой программы были определены только для навыков в разделах 2–4 CDIO Syllabus 1.0 без учета изменений и дополнений. При этом для использования в Швеции CDIO Syllabus был переведен на шведский язык. 1 42

Приступая к проектированию образовательной программы, необходимо определить, будет ли CDIO Syllabus 2.0 использоваться в том виде, как он разработан, или он будет адаптирован к потребностям определенной программы. CDIO Syllabus — ценный источник информации о знаниях, навыках и личностных качествах, которые необходимо включить в программу в виде результатов обучения. Несмотря на то что значительные усилия были затрачены с тем, чтобы разделы 2–4 CDIO Syllabus могли быть применены ко всем инженерным программам, необходимость адаптации CDIO Syllabus к особенностям каждой программы неизбежна. Для успешной адаптации CDIO Syllabus необходимо принять несколько важных решений. Во-первых, следует решить, нужно ли изменять разделы 2–4, или их можно использовать без изменения. В результате адаптации этих разделов составляющие их знания, навыки и личностные качества приобретут большую актуальность с точки зрения преподавателей и заинтересованных лиц и отразят региональный и национальный контекст университета и программы. Адаптированный CDIO Syllabus должен соответствовать миссии и целям университета и программы. Кроме того, адаптация должна также производиться согласно национальным нормативным документам и стандартам аккредитации. В результате процесса адаптации преподаватели и заинтересованные лица создадут собственный документ, который будет использоваться как основа для создания новой образовательной программы. При адаптации разделов 2–4 CDIO Syllabus нужно обратить внимание на необходимость сохранения точности формулировок, которые тщательно создавались и выверялись экспертами, чтобы объяснить или противопоставить идеи. Формулировки могут потерять ясность, если их отредактируют преподаватели инженерных программ, обладающие меньшим опытом в определении личностных и межличностных компетенций и навыков создания 143

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

Адаптация CDIO Syllabus к особенностям программы

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

объектов, процессов и систем. Например, эксперты в области этики видят существенное различие между разделом 2.5.1 «Этика, честь и социальная ответственность», посвященным этическим проблемам и дилеммам, и разделами 4.1.1–4.1.3, характеризующими обязанности инженера перед обществом. Однако это различие может быть неразличимым для преподавателей инженерных дисциплин. Преподавателям также необходимо решить, будут ли они уточнять раздел 1 «Дисциплинарные знания и понимание». Если этого не сделать, основное внимание в программе будет уделено формированию личностных и межличностных компетенций и навыков создания объектов, процессов и систем, что потребует меньшего участия заинтересованных сторон. Собирая данные для раздела 1, преподаватели получают большой объем полезной информации и часто удивляются тому, как высокозаинтересованные стороны оценивают навыки, сформулированные в разделах 2–4, по сравнению с навыками, вошедшими в раздел 1. Безусловно, для этого потребуется создать список знаний, которые должны войти в раздел 1 по каждой дисциплине, но в большинстве программ такие списки уже существуют. Возможны ситуации, когда разделы 2–4 потребуют значительного сокращения или расширения. Предыдущий опыт показывает, что особенно в областях, касающихся социальной ответственности и ценностей, на выбор соответствующих навыков в CDIO Syllabus значительное влияние оказывают особенности университета и общества. CDIO Syllabus составлен очень подробно, поэтому разработчики и преподаватели программы, возможно, захотят его сократить. Необходимо определить, будут ли в адаптированную версию CDIO Syllabus включены навыки лидерства и предпринимательства, и если да, то какие. В результате адаптации CDIO Syllabus будет приведен в соответствие с требованиями и сформулирован в терминах конкретной инженерной отрасли. Уточнение терминологического аппарата для конкретной предметной области крайне желательно, в особенности для раздела 4. Так, например, термин «разработка» может использоваться 1 44

Определение заинтересованных сторон программы В качестве подготовительного этапа перед формулированием результатов обучения важно определить желаемый уровень сформированности знаний, навыков и личностных качеств, вошедших в адаптированную версию CDIO Syllabus. Для этого необходимо выявить мнение всех заинтересованных сторон программы. Заинтересованная сторона — это группа лиц, заинтересованная в итогах, результатах и выпускниках программы. Для определения желаемого уровня сформированности знаний и навыков наиболее важно мнение выпускников программы, которые знают, какого уровня они достигли после обучения в университете и какие компетенции были им необходимы позже при устройстве на работу и выполнении должностных обязанностей. Другие важные заинтересованные стороны — это преподаватели, работодатели и представители ведущих предприятий отрасли. Также возможно привлечение коллег из других университетов, представителей экспертных комиссий, руководителей вуза и преподавателей других кафедр. В зависимости от существующих традиций, при определении уровней сформированности знаний и навыков может также учитываться мнение студентов. К исследованию, проводимому Технологическим университетом Чалмерса, Университетом Линчёпинга, Королевским технологическим институтом и Массачусетским технологическим институтом, привлекались несколько групп заинтересованных лиц: • преподаватели университета; • руководители предприятий среднего и высшего звена; 145

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

для определения этапа проектирования в процессе создания программного обеспечения или этапа производства в нефтегазовой отрасли. В разных предметных областях для описания одного вида деятельности используются разные понятия, поэтому в адаптированном CDIO Syllabus важно использовать соответствующую терминологию.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

• выпускники программы, окончившие университет около пяти лет назад; • выпускники программы, окончившие университет около 15 лет назад. Для достижения целей проекта возрастная группа опрошенных выпускников была определена таким образом, чтобы в нее вошли люди, которые относительно недавно окончили университет, хорошо помнят уровень полученного образования и в то же время обладают определенным опытом, позволяющим дать значимую оценку. Из них были сформированы две группы для того, чтобы проанализировать, как мнение выпускников изменилось со временем. Привлечение заинтересованных сторон и выявление их мнения Существует несколько способов выявления мнения заинтересованных сторон, в том числе интервьюирование, организация рабочих групп и проведение семинаров. Другой популярный способ — анкетирование, которое также позволяет проанализировать количество поступивших ответов. Независимо от того, какому способу будет отдано предпочтение, при выявлении мнений заинтересованных сторон необходимо уделить внимание двум аспектам: 1) степени детализации; 2) методу определения приоритетов. Опыт показывает, что наиболее активно заинтересованные лица отвечают на вопросы, касающиеся содержания CDIO Syllabus на втором уровне детализации, состоящем, как правило, из 13–16 пунктов в зависимости от степени адаптации CDIO Syllabus. Ответы на вопросы относительно первого уровня слишком широки для анализа, а третий уровень, наоборот, сформулирован очень подробно, что создает трудности из-за большого количества вопросов (около 100). Вопросы на основе содержания 1 46

147

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

второго уровня детализации CDIO Syllabus необходимо уточнять формулировками третьего уровня. Следовательно, при составлении вопросов с целью определения мнения заинтересованных сторон следует ориентироваться на табл. 3.2. Независимо от способа определения мнения, вопросы должны быть сформулированы таким образом, чтобы не было возможности отметить все варианты ответов как равнозначные. Для определения наиболее важных компетенций можно задавать разные вопросы, например: «Какой квалификацией должны обладать выпускники университета?», «Какова значимость этой дисциплины?» или «Сколько времени должно уделяться изучению этой темы?». Опыт показывает, что ответы на все эти вопросы дадут примерно одинаковые результаты. Ответы на вопросы первого типа легче других можно сформулировать в терминах результатов обучения, в связи с чем такие вопросы наиболее предпочтительны. Вопросы, задаваемые заинтересованным сторонам, должны касаться определенной образовательной программы и конкретного университета. Роли университетов в обществе могут сильно различаться, в результате чего к студентам разных вузов предъявляются разные требования. Задавая вопросы относительно определенной программы в конкретном вузе, можно получить более информативные ответы. Наиболее важны ответы выпускников программы, основанные на практическом опыте обучения. В то же время необходимо осторожно относиться к ответам, полученным из государственных органов, потому что они не касаются ни одной из существующих программ непосредственно. В исследовании, которое проводили четыре названных ранее университета, мнение заинтересованных лиц об ожидаемом уровне сформированности результатов обучения по каждому из разделов CDIO Syllabus 1.0 выявлялось с помощью анкетирования. Вопросы были сформулированы на основе содержания второго уровня детализации и носили как количественный, так и качественный характер. Респондентам были предложены некоторые

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

определения из третьего уровня детализации CDIO Syllabus (см. табл. 3.2), чтобы обеспечить понимание формулировок и повысить достоверность полученных данных. В качестве дополнительного материала респондентам также были предоставлены CDIO Syllabus на четвертом уровне детализации и документы, характеризующие реализацию программы. Для каждого элемента второго уровня детализации CDIO Syllabus респондентам было предложено определить ожидаемый уровень квалификации по пятибалльной шкале (табл. 3.6), в которой каждый элемент оценивался независимо от других элементов. Например, ответ «уметь руководить или создавать инновации» определяет уровень квалификации, достигаемый специалистами в определенной области безотносительно других навыков. Далее респондентам предлагалось кратко прокомментировать свой выбор.

Таблица 3.6. Ожидаемые уровни приобретения знаний и навыков CDIO Syllabus 1

Иметь опыт или представление

2

Уметь принять участие или внести вклад

3

Понимать и уметь объяснить

4

Иметь хорошие практические навыки

5

Уметь руководить или создавать инновации

Количественные и качественные данные были получены по 14 разделам второго уровня детализации CDIO Syllabus (разделы 2.1–4.6) от представителей каждой заинтересованной стороны. В отношении каждой из четырех программ были вычислены средние результаты по каждой группе заинтересованных лиц. Также были проанализированы комментарии респондентов на предмет выявления общих тенденций и различий между группами. 1 48

Выявив мнение заинтересованных сторон относительно желаемого уровня сформированности знаний и навыков, необходимо проанализировать полученные ответы и сформулировать результаты обучения. Эта задача наилучшим образом решается в процессе коллективного обсуждения и анализа при условии достаточного времени и участия в нем как можно большего числа преподавателей программы. При этом важно не переоценить имеющиеся данные. Небольшие различия в ответах, вероятно, не имеют значения. Разработчики программы должны найти основные тенденции как наиболее значимые и достаточные для того, чтобы определить результаты обучения, разработать учебный план и продумать систему оценивания достижений студентов. В процессе формулирования результатов обучения стоит обратить внимание на два аспекта. Во-первых, необходимо вычленить общность в ответах всех групп заинтересованных сторон. Во-вторых, выявить схожие результаты относительно различных программ. По многим вопросам мнение разных групп заинтересованных сторон относительно желаемого уровня квалификации выпускников будет одинаковым. Однако для того, чтобы добиться такого результата, необходимо выполнять ряд условий. 1. Заинтересованные стороны, в том числе выпускники, представители ведущих промышленных предприятий и преподаватели вузов, должны быть хорошо знакомы с программой. 2. Задаваемые вопросы должны быть жестко привязаны к адаптированному CDIO Syllabus. 3. Респондентам должны предлагаться варианты ответов, такие, например, как в табл. 3.6. При соблюдении этих условий среди групп заинтересованных сторон, скорее всего, не будет существенных разногласий. В таком случае процесс формулирования результатов обучения становится значительно легче [23]. 149

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

Анализ итогов опроса и формулирование результатов обучения

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

На рис. 3.9 представлены результаты анкетирования с целью определения уровня сформированности знаний и навыков, проведенного Массачусетским технологическим институтом. В анкетировании принимали участие четыре группы респондентов: преподаватели, представители ведущих промышленных предприятий и две группы выпускников (после 5- и 15-летнего окончания университета). Наиболее заметным и абсолютно неожиданным результатом опроса стало значительное совпадение мнений четырех групп респондентов относительно всех компетенций, кроме одной (4.4 «Проектирование»). Навыки коммуникации на иностранных языках (3.3) не вошли в адаптированный CDIO Syllabus Массачусетского технологического института (МТИ) на момент проведения анкетирования. Менее наглядная схема показывает также некоторое сходство результатов анкетирования между программами разных университетов и даже стран (по меньшей мере между науко-ориентированными программами, которые готовят студентов к научно-исследовательской работе). Обычно как самые востребованные навыки отмечаются аналитическое мышление и способность решать задачи (2.1), коммуникация (3.2) и универсальные компетенции и личностные качества (2.4), к которым относится критическое и творческое мышление. Проектирование (4.4), системное мышление (2.3), работа в команде (3.1) и коммуникация на иностранных языках (3.3), с точки зрения респондентов, требуют средней квалификации. Менее высоки ожидаемые уровни сформированности таких навыков, как экспериментирование, исследование и приобретение знаний (2.2), профессиональные компетенции и личностные качества (2.5) и планирование и управление системами (4.3). Внешний, социальный и экологический контекст (4.1), производство (4.5) и применение (4.6) отмечаются как требующие самого низкого уровня освоения. Эти общие тенденции были выявлены в ходе анкетирования, проводимого среди заинтересованных сторон тремя университетами — Технологическим университетом Чалмерса, Университетом Линчёпинга и Королев1 50

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

Преподаватели

Работодатели

Выпускники (15 лет)

Выпускники (5 лет)

Рис. 3.9. Мнение заинтересованных сторон программы «Аэронавтика и астронавтика» Массачусетского технологического института относительно ожидаемых уровней сформированности знаний и навыков

151

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

4.6. Применение

4.5. Производство

4.4. Проектирование

4.3. Планирование

4.2. Деловой контекст

4.1. Социальный контекст

3.3. Иностранные языки

3.2. Коммуникация

3.1. Работа в команде

2.5. Профессиональные компетенции

2.4. Личностные компетенции

2.3. Системное мышление

2.2. Экспериментирование

2.1. Аналитическое мышление

4,5

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

ским технологическим институтом. Те же тенденции прослеживаются в результатах анкетирования заинтересованных лиц Королевского университета Белфаста, что проиллюстрировано в примере 3.2. Единодушие в оценивании ожидаемого уровня знаний и навыков настолько распространено, что было положено в основу метаанализа результатов инженерного образования, проведенного Гонором Дж. Пассовом [24]. Любопытно отметить, что наиболее общие и привычные инженерные навыки (например, умение решать задачи, коммуникация, творческое и критическое мышление) постоянно оказываются наиболее востребованными. Конечно, существуют различия во взглядах заинтересованных лиц в зависимости от конкретных университетов и стран. Так, для англоязычных программ пропадает потребность в коммуникации на иностранных языках, а в странах, где инженеры наиболее востребованы в сфере услуг, возрастает значимость производства и применения. Не считая этих вполне объяснимых различий, постоянство мнений, особенно результатов, полученных от заинтересованных лиц, знакомых с программой изнутри, очевидно. Его необходимо учитывать при разработке образовательных программ.

ПРИМЕР 3.2. РЕЗУЛЬТАТЫ АНКЕТИРОВАНИЯ ЗАИНТЕРЕСОВАННЫХ ЛИЦ, ПРОВЕДЕННОГО КОРОЛЕВСКИМ УНИВЕРСИТЕТОМ БЕЛФАСТА Школой механики и машиностроения Королевского университета Белфаста было проведено социологическое исследование, цель которого заключалась в определении ожидаемого уровня квалификации у выпускников. Следуя рекомендациям, изложенным выше, анкета была разработана согласно следующим принципам. • За основу были приняты разделы 2–4 CDIO Syllabus 1.0. Помимо этого, выпускникам университета задавались вопросы относительно тематического содержания инженерных наук, математики, менеджмента, экономики, правоведения, электротехники и программирова-

1 52

Несмотря на значительное сходство, при более тщательном анализе результатов опроса относительно знаний и навыков, составляющих разделы 3 и 4 CDIO Syllabus, были выявлены интересные факты. Например, деловой контекст (4.2) был оценен гораздо выше вы-

153

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

ния. Кроме того, выяснялось место работы выпускников. Как и в случае с Массачусетским технологическим институтом, коммуникация на иностранных языках была исключена из вопросов. • Анкетирование проводилось в первую очередь среди выпускников Королевского университета Белфаста. Будучи непосредственно знакомыми с программами вуза и одновременно имея опыт работы, выпускники понимают, насколько хорошо они были подготовлены к профессиональной деятельности после окончания университета. Анкеты были отправлены около 800 выпускникам, которые окончили вуз от 5 до 30 лет назад. Ответы были получены от 200 человек, что составляет высокий процент участия для почтового опроса. • Для проведения опроса заинтересованных сторон был использован метод анкетирования. Однако вместо шкалы, описанной в табл. 3.5, была разработана собственная пятибалльная шкала: от 1 (Не имеет значения) до 5 (Значимый). Шкала была изменена в основном с целью большего соответствия вопросам анкеты. • Для каждого элемента разделов 2–4 были вычислены средние значения результатов, которые затем были сравнены с результатами опроса выпускников Массачусетского технологического института. На рис. 3.10 приведено сравнение итогов опроса выпускников Королевского университета Белфаста и Массачусетского технологического института, в котором прослеживается та же общность взглядов, что и между результатами опросов выпускников Массачусетского технологического института, Технологического университета Чалмерса, Университета Линчёпинга и Королевского технологического института. Это позволяет сделать вывод о совместимости шкал, использованных в разных анкетах.

4,0 3,5 3,0 2,5 2,0

4.6. Применение

4.5. Производство

4.4. Проектирование

4.3. Планирование

4.2. Деловой контекст

4.1. Социальный контекст

3.3. Иностранные языки

3.2. Коммуникация

3.1. Работа в команде

2.5. Профессиональные компетенции

2.4. Личностные компетенции

2.3. Системное мышление

1,0

2.2. Экспериментирование

1,5

2.1. Аналитическое мышление

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

4,5

Королевский университет Белфаста Массачусетский технологический институт

Рис. 3.10. Сравнение итогов опроса выпускников Королевского университета Белфаста и Массачусетского технологического института

пускниками Королевского университета Белфаста. Такой результат, безусловно, связан с тем, что высокий процент выпускников этого университета составляют сотрудники небольших предприятий, которые занимают господствующее положение в экономике страны. В мелких предприятиях профессиональные инженеры вынуж-

1 54

155

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

дены участвовать в управлении компанией и выполнять руководящие и финансовые функции. С другой стороны, выпускники Массачусетского технологического института выразили мнение, что уровень освоения навыков производства должен быть гораздо ниже уровня освоения навыков проектирования. Выпускники же Королевского университета Белфаста оценили их примерно одинаково, что связано, видимо, с незначительной значимостью навыков производства в подготовке студентов аэрокосмической программы Массачусетского технологического института по сравнению с программой «Машиностроение» в Северной Ирландии. Расхождения в ответах респондентов еще раз подтверждают необходимость проведения каждым университетом собственного опроса. Далее в анкете шли вопросы, касающиеся 20 дисциплин, входящих в программу «Машиностроение» Королевского университета Белфаста. Итоги опроса показали, что наиболее востребованными выпускники считают дисциплины, относящиеся к производству, менеджменту и предпринимательству. Относительно низко были оценены дисциплины, связанные с управлением, что, возможно, отражает теоретический характер изучаемого материала. Наименее значимым был назван курс программирования, что вызвало особый интерес преподавателей, так как некоторые из них ранее уже высказывали мнение о том, что эта дисциплина должна быть исключена из учебного плана. Основным аргументом, объясняющим такой результат, послужил тот факт, что при наличии разнообразных программных приложений в современном мире механикам и технологам едва ли могут пригодиться навыки программирования. С учетом мнения выпускников и после тщательного обсуждения курс компьютерного программирования был исключен из учебного плана. В целом анкетирование, проведенное сотрудниками Королевского университета Белфаста, было крайне полезно для проектирования образовательной программы. Результаты опроса позволили выявить наиболее важные области, а также показали, в каких вопросах мнение пре-

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

подавателей и студентов не совпало с более авторитетным мнением выпускников. Дополнительные вопросы также помогли определить, какие темы должны изучаться в математических дисциплинах и какие дополнительные курсы должны быть включены в учебный план. Наиболее значимым результатом оказался вклад выпускников Королевского университета Белфаста в развитие подхода CDIO к инженерному образованию. Выпускники понимают важность основополагающего принципа данного подхода и полностью поддерживают идею о выделении дополнительного времени на проектно-внедренческую деятельность и освоение навыков и умений. Такая поддержка, оказанная университету в применении подхода CDIO для реформирования образования, оказалась своевременной.

П. АРМСТРОНГ Формулирование результатов обучения на основе ожидаемых уровней компетенций Определив ожидаемые уровни сформированности знаний и навыков, составивших CDIO Syllabus на втором и третьем уровнях, остается лишь сформулировать соответствующие результаты обучения. Этот процесс протекает в три этапа. • Определение организующего принципа для системы результатов обучения. • Установление соответствия между выбранной таксономией и выявленными в ходе опроса уровнями освоения знаний и навыков. • Формулирование результата обучения для каждого навыка в составе CDIO Syllabus на основе выбранной таксономии и уровней квалификации. На первом этапе формулирования результатов обучения необходимо выбрать наиболее подходящую таксономию. Из всех существующих систем наиболее широко распространена когнитивная таксономия, предложенная группой ученых под руководством Бенджамина Блума [25]. 1 56

1. Когнитивная область касается знания и мышления. 2. Эмоциональная область включает личностные качества и ценности. 3. Психомоторная область описывает навыки движения и манипуляции. В каждой области выделяют 5–6 уровней. Для формулирования результатов обучения на основе CDIO Syllabus необходимо установить соответствие между таксономией Блума и шкалой, которая использовалась для определения ожидаемых уровней сформированности знаний и навыков (табл. 3.7). Например, в когнитивной области Блума нет навыков, соответствующих первому уровню предложенной шкалы ответов «Иметь опыт или представление». Однако второй уровень шкалы «Принять участие или внести вклад» соответствует уровню «Знание» когнитивной области в таксономии Блума. Третий уровень шкалы «Понимать и уметь объяснить» — уровню «Понимание» когнитивной области Блума. Четвертый уровень шкалы «Хорошие практические навыки» — уровням «Применение» и «Анализ». Наконец, пятый уровень «Руководить или создавать инновации» — наивысшим когнитивным уровням таксономии Блума «Синтез» и «Оценка». Подобным образом соответствия могут быть установлены с уровнями эмоциональной и психомоторной областей. На последнем этапе формулирования CDIO Syllabus в виде конкретных результатов обучения необходимо определить для каждого навыка соответствующий глагол, который наилучшим образом отражает желаемый уровень овладения, определенный в ходе анкетирования заинтересованных лиц. Каждый уровень таксономии Блума может быть описан несколькими глаголами. Например, к уровню «Синтез» когнитивной области можно применить глаголы: формулировать, создавать, составлять или пересматривать. Примеры формулировок результатов обучения на основе CDIO Syllabus в соответствии с опре157

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

Согласно таксономии Блума, обучение затрагивает три области.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Таблица 3.7. Соответствие уровней освоения знаний и навыков уровням таксономии Блума Уровни освоения знаний и умений

Таксономия Блума — когнитивная область

Примерные формулировки результатов обучения на основе CDIO Syllabus

1. Иметь опыт или представление 2. Принять участие или внести вклад

Знание

Делать предположения и определять источники ошибок

3. Понимать и уметь объяснить

Понимание

Объяснять расхождения в результатах

4. Хорошие практические навыки

Применение

Проводить анализ затрат, выгод и рисков Выдвигать гипотезы и проводить исследования

5. Руководить или создавать инновации

Синтез

Анализ

Оценка

Выбирать необходимый уровень абстракции при моделировании системы Делать обоснованные суждения о подтверждающих данных

деленным уровнем освоения приведены в табл. 3.7. Хотя формулирование результатов обучения возможно без участия заинтересованных лиц, тщательная процедура выявления ожидаемого уровня квалификации позволила определить более реалистичные планируемые результаты обучения студентов по инженерным программам. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Глава 3 посвящена вопросу определения перечня планируемых результатов обучения в CDIO Syllabus 2.0, его структуры и этапов формирования и демонстрирует, как при помощи CDIO Syllabus можно привлечь заинтересованные стороны к определению ожидаемого уровня освоения знаний и навыков выпускников инженерных программ. 1 58

159

3. CDIO Syllabus: результаты освоения инженерных образовательных программ

CDIO Syllabus ставит перед инженерным образованием общие цели, непосредственно вытекающие из профессиональной деятельности инженеров. В нем содержатся исчерпывающие данные относительно знаний, навыков и личностных качеств, которые должны быть освоены выпускниками инженерных программ. Несмотря на то что CDIO Syllabus создавался как вспомогательный ресурс для всех инженерных направлений подготовки, он может быть адаптирован к особенностям конкретной программы. Процесс адаптации предполагает определение предметного содержания раздела 1 «Дисциплинарные знания и понимание» и корректировку остального содержания CDIO Syllabus. Он также включает этап выявления мнения заинтересованных сторон программы относительно ожидаемых уровней сформированности (или значимости) всех навыков, входящих в CDIO Syllabus. Сформулированные результаты обучения затем используются при проектировании образовательной программы и системы оценивания. По итогам опросов, проведенных университетамипартнерами в процессе формирования подхода CDIO, были выявлены интересные факты. Неожиданным и важным результатом стало единодушие преподавателей, представителей ведущих промышленных компаний и выпускников, относительно ожидаемых уровней компетентности студентов после освоения инженерных программ. Наиболее значимые навыки для выпускников инженерных программ, по мнению большинства респондентов, — это инженерное мышление, личностные компетенции, коммуникация и проектирование. CDIO Syllabus, адаптированный с учетом мнения заинтересованных лиц, используется для формулирования результатов обучения, формирования учебного плана, определения педагогических подходов и разработки системы оценивания достижений студентов. Разработка учебного плана подробно рассматривается в главе 4. Подходы и методы преподавания и изучения содержания CDIO Syllabus описаны в главе 6. Оцениванию уровня достижения студентами результатов обучения посвящена глава 7.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ 1. Каким образом можно определить желаемые уровни квалификации для выпускников вашей программы? 2. В чем сходство и отличие вашего метода определения уровней усвоения знаний и навыков по сравнению с методами, описанными в главе 3? 3. Как вы можете использовать предложенный способ формулирования результатов обучения программы и их согласования с заинтересованными лицами? ЛИТЕРАТУРА 1. King W.J., Skakoon J.G. The unwritten laws of engineering. Revised and updated. N.Y.: American Society of Mechanical Engineers, 2001. 2. Gordon B.M. What is an Engineer? Invited keynote presentation. European Society for Engineering Education (SEFI) Annual Conference. University of Erlangen-Nürnberg, 1984. 3. Augustine N.R. Socioengineering (and Augustine’s second law thereof). Lecture presented at the University of Colorado Engineering Centennial Convention. 1993. October 1. 4. World Chemical Engineering Council. How does chemical engineering education meet the requirements of employment? 2004. Available at R, где D — неудовлетворенность (мера понимания реальной необходимости и возможности улучшения); V — видение проблемы; F — первые шаги; R — сопротивление переменам. Существуют и иные подходы к проведению организационных реформ, применимые ко всем типам учреждений. Один из таких подходов — модель Дж. Коттера (табл. 8.1) [4]. Модель Дж. Коттера получила развитие в работах других исследователей и была адаптирована к инженерному образованию в частности и к университетам в целом. Доказывая, что успех управления изменениями зависит от эффективности команды в проведении политики из315

8. Адаптация и применение подхода CDIO

И все же перемены в области высшего образования возможны и необходимы. В 1880-х годах Элиот превратил Гарвард из колониального колледжа в современный университет [1]. Опубликовав свою работу «Предел науки — бесконечность», Ванневар Буш создал новый предел, который в корне изменил взгляд на университетскую науку в Соединенных Штатах [2]. Как уже упоминалось в главе 2, научно-техническая революция второй половины XX века радикально повлияла на инженерное образование по всему миру. Эти примеры доказывают, что перемены в высшем образовании, даже масштабные, возможны. Однако успех реформы во многом зависит от того, насколько руководитель вуза понимает, как можно организовать процесс реформирования.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Таблица 8.1. Восемь шагов управления изменениями Дж. Коттера 1

Создание ощущения безотлагательности реформы Изучение рыночной ситуации и собственных конкурентных позиций Определение и обсуждение реальных и потенциальных угроз и благоприятных возможностей

2

Создание влиятельной коалиции Создание группы единомышленников, обладающих властью и способных возглавить реформу Поощрение единомышленников к работе в команде

3

Разработка видения и стратегии Создание образа желаемого будущего с целью повышения активности сотрудников Разработка стратегии достижения видения

4

Распространение видения Использование всех возможных способов, чтобы распространить новое видение и стратегии Демонстрация новых моделей поведения на примере членов коалиции

5

Создание условий для реализации нового видения другими сотрудниками Устранение препятствий Изменение систем и структур, противоречащих новому видению Поощрение рискованных и творческих идей, подходов и решений

6

Планирование и создание быстрых побед Планирование легко достижимых целей Достижение поставленных целей Награждение сотрудников, принявших участие в достижении поставленных целей

7

Консолидация и усиление изменений Изменение систем, структур и положений, противоречащих новому видению, используя возникшее доверие Проведение кадровых перестановок Распространение успешного опыта через новые проекты с привлечением агентов изменений

8

Распространение изменений по всей организации Формализация взаимосвязи между результатами и вознаграждениями Создание условий для развития новых качеств сотрудников и преемственности

3 16

317

8. Адаптация и применение подхода CDIO

менений, Х. Эйкман, Х. Кайали и С. Йоманс предлагают использовать мягкое системное мышление (soft systems thinking) в качестве метода решения политических вопросов, которые исследователи определили как «важную, но, как правило, игнорируемую проблему» [5]. Говоря о политике в данном контексте, речь идет о структуре власти, определяющей отношения между заинтересованными лицами и способной оказывать влияние на процесс принятия решений и распределения ресурсов. Создав модель инженерной образовательной программы как системы взаимосвязанных действий группы людей, состоящей из представителей разных заинтересованных лиц, имеющих различные или противоположные точки зрения и интересы, исследователи доказывают, что в основе ее успешного обновления лежит разрешение спорных и социально-политических вопросов. Для этого они разработали методологию мягких систем (SSM, Soft Systems Methodology), которая должна помочь лидерам в управлении изменениями. Термин «мягкий» подчеркивает, что в основе процесса изменения лежит человеческая деятельность, а понятие «системное мышление» концентрирует внимание на необходимости понимания агентами изменений «систем значений и дилемм, формирующихся в процессе» [5]. Методология SSM применяется для проведения семинаров, в рамках которых проводятся организованные групповые дискуссии. Вопрос управления изменениями в инженерных вузах разных стран неоднократно поднимался в недавних исследованиях и рассматривался с позиции перехода от традиционных подходов к обучению к проектно-организованному и проблемно-ориентированному обучению. Например, А. Колмос и Э. Грааф провели исследование моделей реформирования вузов нескольких стран и создали несколько методов отображения элементов, которые должны быть учтены в процессе реформирования и создания стратегии управления изменениями [6]. Авторы разработали подход, совмещающий в себе восходящую и нисходящую стратегии. Согласно предложенному подходу, если изменение начинается сверху (например, на уровне заведующего кафедрой или декана), агентов из-

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

менений следует искать среди преподавателей и других сотрудников на более низком уровне и, наоборот, если изменение начинается снизу, агентами изменений должны стать лица, занимающие руководящие должности [6]. Основные факторы, влияющие на успех организационной и культурной реформы Проанализировав имеющийся опыт и наблюдая процесс реформирования в университетах — участниках инициативы CDIO по всему миру, из лучших практик нами были отобраны 12 основных факторов, которые могут выступать руководящими принципами реформирования высшего образования. Эти факторы далее были классифицированы в три категории: начало работы, создание движущей силы и распространение изменений на другие подразделения. • • • • •

• • • •

Правильное начало работы. Анализ необходимости реформы. Нисходящее руководство. Формирование видения. Поддержка «ранних» последователей. Первые победы. Создание движущей силы для основных мероприятий реформы. Отход от традиционных взглядов. Привлечение студентов в качестве агентов изменений. Распространение результатов и привлечение всего коллектива. Достаточные ресурсы.

Распространение изменений на другие подразделения. • Признание заслуг и поощрение сотрудников. • Повышение квалификации. • Ожидания студентов и академические требования. Рассмотрим каждый из факторов с позиции актуальности для достижения общей цели и применения подхода CDIO к образовательным программам вузов. 3 18

Успеху реформы на начальном этапе сопутствует наличие пяти факторов: анализа необходимости реформы, нисходящего руководства, создания видения, поддержки первых единомышленников и первых победы. А на л из н е о бходи м о ст и ре ф о рм ы. Для проведения реформы нужны стимулы и мотивация. Чем прозрачнее и понятнее необходимость и чем она безотлагательнее, тем охотнее организация будет участвовать в проведении реформы. Кризис и внешние угрозы — классические мотивирующие факторы. Однако университеты обычно не подвержены их влиянию. Для успеха всего мероприятия жизненно важно, чтобы команда единомышленников понимала необходимость изменений и стремилась произвести реформу. Поскольку университет действует как коллективная организация, надлежит объяснить необходимость изменений с тем, чтобы ее понимали все сотрудники, коллективно и индивидуально. Поскольку речь идет об образовательной реформе, лучшим решением было бы акцентировать внимание на потребностях студентов — прямых потребителях образовательных услуг. В чем заключаются их потребности? Откуда получены данные? Ответы на эти вопросы иногда формулируются как недовольство текущим положением дел. С другой стороны, они могут прозвучать с точки зрения постоянного улучшения — можем ли мы улучшить свою работу, чтобы результат соответствовал потребностям студентов? Опыт показывает, что наиболее эффективный стимул, побуждающий к скорейшему анализу потребностей, — внешнее мнение. Примером внешнего стимула могут служить результаты опроса предпринимателей, о которых речь шла в главах 2 и 3. Не менее важным представляется мнение выпускников программы, а также заключения ревизионных комиссий и внешних членов совета программы. Полезно также прислушиваться к идейным лидерам и представителям органов власти. При должном 319

8. Адаптация и применение подхода CDIO

Первый этап реформы — правильное начало работы

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

подходе внешним стимулом к переменам могут стать результаты национальной аккредитации, как это случилось в Военно-морской академии США (пример 8.1).

ПРИМЕР 8.1. ВНЕДРЕНИЕ И ОЦЕНКА ПОДХОДА CDIO В ВОЕННО-МОРСКОЙ АКАДЕМИИ США Кафедра аэрокосмической промышленности внедрила подход CDIO в июле 2003 г., обеспечив другие программы технологией и средствами проведения и оценки реформы образовательных программ. Военно-морская академия готовит офицеров для ВМС США и Корпуса морской пехоты США. Цели и результаты обучения по всем образовательным программам академии (в том числе по программе «Аэрокосмическая промышленность») направлены на достижение ее миссии под управлением декана и проректора по учебной работе. Руководством академии были разработаны стратегические образовательные цели, определяющие квалификационные качества, которые оно хотело видеть в выпускниках вуза. Миссия кафедры аэрокосмической промышленности должна продолжать миссию Военно-морской академии и одновременно подчеркивать роль аэрокосмической промышленности. Миссия кафедры заключается в том, чтобы: подготовить для военно-морских сил и Корпуса морской пехоты выпускников, способных к дальнейшему росту и выполнению инженерных, управленческих и лидерских функций в рядах военно-морских сил, правительственных и промышленных организациях, увеличивая свою увлеченность аэрокосмическими системами. Видение кафедры основано на ее миссии: следование миссии требует наличия программы, в которой курсанты планируют, проектируют, производят и применяют комплексные аэрокосмические системы в современной командной среде. Миссия и видение кафедры были сформированы в результате активного участия Военно-морской акаде-

3 20

• Желание выйти за рамки «бумажных проектов» в основных курсах по проектированию. • Большое значение навыков «применения» для Военно-морской академии, так как наши выпускники применяют системы в своей профессиональной деятельности. • Наличие технологии проведения необходимых изменений в программе. • Возможность использования опыта четырех университетов, стоящих у истоков инициативы CDIO, в процессе проектирования и реализации обновленной программы «Аэрокосмическая промышленность». Когда было принято решение о применении подхода CDIO, перед нами встал вопрос о том, каким образом получить поддержку от администрации, руководителей программы и преподавателей. Изучив CDIO Syllabus и проанализировав собственную программу, мы увидели, что важность результатов обучения, вошедших в CDIO Syllabus, осознается сотрудниками академии, однако они не достигаются в программе. Это противоречие явилось мотивирующим фактором к изменениям и помогло убедить преподавателей в необходимости применения подхода CDIO. Анкетирование основных заинтересованных лиц укрепило нашу уверенность в необходимости реформы и преимуществах применения перечня и подхода CDIO.

Д.Г. БОДЕН, ВОЕННО-МОРСКАЯ АКАДЕМИЯ США 321

8. Адаптация и применение подхода CDIO

мии в межуниверситетском проекте, целью которого было применение подхода CDIO. Первоначально наш интерес ограничивался новым подходом к оценке программы, основанном на CDIO Syllabus. Мы считали, что его применение могло помочь в аккредитации программы в соответствии с новыми аккредитационными требованиями ABET. Однако, познакомившись с подходом CDIO подробнее, мы поняли, что он нам также интересен по многим другим причинам. Основные причины применения подхода CDIO к программе «Аэрокосмическая промышленность» Военноморской академии следующие.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Другой ценный внешний источник — рейтинги. В одних странах университеты сами охотно распространяют информацию о себе, в других — правительства публикуют данные о деятельности вузов. Ведущие университеты постоянно сравнивают себя, используя для этого официальные и неофициальные средства. Другим способом стимулирования может стать давление сверху. Когда ректор или декан факультета издает приказ об обязательной аттестации, стратегическом планировании или переаккредитации программы, возникает удобная возможность активизировать работу на уровне кафедры или программы. Помимо внешних стимулов, можно создать внутреннюю потребность, формулируя проблему в терминах необходимости постоянного улучшения. Важно избегать формулировок, подразумевающих, что что-то необходимо исправить, а вместо этого спрашивать, как можно что-то улучшить. Катализатором изменений могут стать новые ресурсы. Новые ставки, выделение средств на строительство новых объектов или приобретение нового оборудования, новые грантовые возможности можно использовать, чтобы обосновать необходимость перемен, особенно если распределение новых ресурсов проводится на конкурсной основе. Кроме того, реформа возможна и в контексте крупных социальных изменений. Для Соединенных Штатов катализатором значительных перемен в системе образования послужило соперничество с Советским Союзом, ставшее очевидным, когда был запущен первый спутник. В Европе реформистские настроения появились в высшем образовании после подписания Болонского соглашения [7]. Нисходящ е е руко водст во. Руководящий персонал занимает наиболее выгодные позиции для изменения культуры. Заинтересованность и активное участие руководителя крайне важны. Изменениями в программе или на кафедре должны управлять руководитель программы или заведующий кафедрой. Передача полномочий рабочей группе или члену команды, занимающему более низкую должность, почти наверняка приведет к снижению результата. Официальный руководитель должен иметь поддержку в лице крепкой внутренней команды, состоя3 22

323

8. Адаптация и применение подхода CDIO

щей из членов коллектива, пользующихся авторитетом среди преподавателей программы. Для того чтобы изменить организацию образования, идейные лидеры должны уметь наглядно продемонстрировать свою заинтересованность и участие. Внутренняя команда может состоять из старших и младших сотрудников, обладающих новаторским мышлением. Кроме оказания поддержки, рабочая группа может привлекаться как референтная группа и участвовать в принятии решений и планировании. Не рекомендуется присваивать рабочей группе особый статус, так как это может спровоцировать противостояние с остальным коллективом. Напротив, она должна быть проницаема и открыта для новых членов. Желательно также иметь видимую поддержку со стороны людей, занимающих руководящие должности на один или два уровня выше инициатора реформы. Деканы, проректоры, ректоры и вице-канцлеры обладают полномочиями распоряжаться ресурсами и изменять организационную структуру учреждения. Зачастую они заинтересованы в переменах, но слишком удалены от преподавателей, чтобы эффективно руководить реформой в рамках отдельной кафедры или программы. Форм ирован и е ви де н и я. Успешному проведению реформы способствует умение руководителя (иногда при помощи небольшой рабочей группы) быстро донести до преподавателей, каким образом будут решены поставленные задачи. Решение должно быть понятным, чтобы стать организующим принципом последующей работы. В дальнейшем оно может перерасти в полномасштабную стратегию реформирования. В «согласительных» организациях, к которым относятся университеты, этот этап часто вызывает напряжение. С одной стороны, если внутренняя рабочая группа слишком быстро предлагает решение, может возникнуть мнение, что решение было спланировано заранее. Это снижает ощущение соучастия, играющее важную роль в проведении долгосрочных реформ. С другой стороны, задержка решения относительно видения будущей программы приводит к замешательству и потере интереса. Руководитель должен уметь соблюсти баланс.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Видение CDIO, изложенное в главе 2, — это инженерное образование, реализуемое в контексте планирования, проектирования, производства и применения объектов, процессов и систем и построенное вокруг инженерных дисциплин, включающих проектно-внедренческую деятельность. Видение CDIO нашло формальное отражение в стандарте 1 CDIO. Применяя подход CDIO к конкретной программе, можно оттолкнуться от общего принципа и построить собственное видение на его основе. Можно, наоборот, начать с формулирования собственного видения, пример которого — концепция целостного инженера, и затем расширить его за счет сходства с видением CDIO. П од д е рж к а ран н и х последователей. В каждом поколении и в любом мероприятии есть те, кто сразу берутся за дело, те, кто занимают выжидательную позицию и те, кто сопротивляются изменениям. К первой группе относятся так называемые ранние последователи. Именно они могут стать важными агентами изменений. «Ранних» последователей необходимо привлекать к процессу реформирования на как можно более ранних этапах. Насколько это возможно, их также нужно снабжать ресурсами для реализации пилотных проектов и проведения экспериментов и поощрять в случае успеха. В таком случае возникнет движущая сила, к которой присоединятся менее «быстрые» последователи. Руководителю программы следует определить «ранних» последователей на начальном этапе реформы и предложить им участие. Обычно кафедры достаточно невелики и определение «ранних» последователей не вызывает сложности. Полезную информацию можно получить от студентов, потому что они обычно с особым уважением относятся к преподавателям, преданным своему делу. Определить «ранних» последователей можно также, пригласив специалиста по вопросам образования и организовав семинар для желающих преподавателей. Все усилия, затраченные за выявление, привлечение, поддержку и поощрение ранних последователей, всегда оправданны. В большинстве университетов существуют структурные подразделения, отвечающие за проведение исследований в области образования, повышение квалификации 3 24

• Включение проектно-внедренческой деятельности в одну из дисциплин, реализуемых на первом курсе. • Реализация комплексной и малозатратной проектновнедренческой деятельности на старших курсах. • Оборудование конференц-зала или многоцелевой учебной аудитории для проведения проектных работ, способствующей получению практического опыта и социальному обучению. Заканчивая первый этап, важно проанализировать полученные результаты и достижения. В примере 8.2 при325

8. Адаптация и применение подхода CDIO

и поддержку преподавателей. Одна из возможных форм оказания поддержки «ранним» последователям — сотрудничество с такими подразделениями. Сотрудники этих подразделений — специалисты по вопросам образования и педагогики, которые, как правило, с энтузиазмом относятся к возможности принять участие в масштабной реформе и часто сами оказываются «ранними» последователями. Пе рвые по б еды. На начальном этапе важны видимые быстрые победы, которые привлекают внимание и побуждают к дальнейшим действиям. Реформированию образовательной программы часто предшествует многолетний этап планирования. Вероятность успеха реформы возрастает, если она спланирована по принципу спиральной модели, в которой на каждом витке определяются быстрые победы, реализуются пилотные проекты, подводятся итоги и формулируются новые цели. Положительные результаты первых проектов обеспечивают дополнительную поддержку и интерес сотрудников. Первые победы часто одерживаются «ранними» последователями. Начиная процесс изменений, руководитель должен запланировать первые победы на самые кратчайшие сроки. Предпочтительно, чтобы они были наглядными и имели широкое влияние. Важно, чтобы преподаватели видели, что в результате первых изменений повышается качество образования или продуктивность их работы. Примерами быстрых побед могут служить следующие проекты, реализованные университетами — партнерами инициативы CDIO.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

водится промежуточный отчет руководителя программы «Машиностроение и материаловедение» Королевского университета, расположенного в г. Кингстоне (Канада), по итогам первого этапа адаптации и применения подхода CDIO.

ПРИМЕР 8.2. ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ПОДХОДА CDIO В КОРОЛЕВСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ (КАНАДА) Кафедра машиностроения и материаловедения факультета прикладных наук Королевского университета — одна из крупнейших кафедр в Канаде, готовящих выпускников для данной отрасли. Реализуемая кафедрой образовательная программа включает много элективных технических дисциплин, что делает программу привлекательной для студентов, так как после окончания университета они могут найти работу в разных отраслях. Научные интересы кафедры лежат в области энергетических систем, биомеханике, производстве и материаловедении. В конце 2002 г. подход CDIO был представлен Эдом Кроули преподавателям Королевского университета и другим лицам, заинтересованным в инженерном образовании. Несколько сотрудников кафедры позднее приняли участие в коллективных встречах на базе Массачусетского технологического института и Датского технического университета, где они познакомились с инициативой CDIO подробнее. Их отчеты по итогам встреч были настолько убедительны, что сотрудники кафедры единогласно решили присоединиться к университетам, которые внедрили подход CDIO в декабре 2003 г. На тот момент в программе кафедры уже были реализованы некоторые дисциплины и идеи, схожие с принципами CDIO. Помимо этого, недавно созданный Центр интегрированного обучения (ILC, Integrated Learning Centre) наилучшим образом подходил для реализации учебного плана CDIO. Результаты ежегодного анкетирования промышленной комиссией, оценок студентов и опроса преподавателей свидетельствовали о наличии необходимости модер-

3 26

• Опрос более 400 выпускников. • Анализ программы на соответствие стандартам CDIO. • Включение проектов по планированию и проектированию в одну из дисциплин, включение проектов по производству и применению в другую дисциплину. • Улучшение методики преподавания технической коммуникации. Предстоит еще много работы, направленной на улучшение программы «Машиностроение и материаловедение». Мы понимаем, что сотрудничество с другими университетами — партнерами по инициативе CDIO позволит нам учиться на их опыте в процессе усовершенствования программы.

У. ВИСС, КОРОЛЕВСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (КАНАДА) Второй этап реформы — создание движущей силы для основных мероприятий реформы Четыре фактора способствуют успешному созданию движущей силы: отход от традиционных взглядов, привле327

8. Адаптация и применение подхода CDIO

низации программы согласно намеченному плану. В них отмечалась потребность в обучении согласно модели 4П, а также формирования навыков коммуникации, работы в команде и других без снижения уровня теоретической подготовки. Очевидно, что благодаря сотрудничеству университетов был собран значительный объем информации о программах CDIO от студентов, преподавателей, выпускников и промышленных партнеров в Соединенных Штатах и Швеции. Взаимодействие вузов также позволило разработать перечень планируемых результатов обучения по инженерным программам. Собственный вклад в развитие подхода CDIO внес и Королевский университет. Перечислим некоторые изменения, которые произошли в Королевском университете после применения подхода CDIO. Стоит отметить, что без поддержки со стороны партнеров многие из них не были бы осуществлены или были бы реализованы не в полной мере.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

чение студентов в качестве агентов изменений, распространение результатов, привлечение всего коллектива и достаточные ресурсы. О тход от т ради ц и о н н ы х вз гля д ов. Когда реформа активно развивается, задачей руководителя становится отход от традиционных взглядов на деятельность организации. Успех реформы зависит от желания посмотреть на проблему со стороны и попробовать новые решения. Несмотря на стремление проводить исследования, уровень образованности и наличие инноваций, немногие университеты готовы осуществлять организационные изменения. Гибкости взглядов можно добиться несколькими способами. Один из наиболее действенных — обращение к профессионализму сотрудников. Преподаватели часто оказываются увлеченными и уважаемыми специалистами в своей области. Если удается убедить их, как профессиональных инженеров, и использовать это чувство профессионализма применительно к изменениям в образовании, реформа приобретает значительную поддержку. Этого можно добиться, сформулировав процесс изменения в виде инженерной задачи. При таком подходе сразу возникает множество вопросов, например: «Каковы требования?», «Какие можно использовать технологии?» и «Как создать прототип?». Решение подобных вопросов позволяет преподавателям подойти к решению задачи по-новому. Этот подход подробно обсуждается в разделе, посвященном описанию третьего этапа изменения. Другой важный способ — фактические данные. Университеты недооценивают силу фактов. О чем конкретно говорят идейные лидеры за пределами университета? Как проходят реформы в других вузах? Чем занимаются другие кафедры университета? Какими ресурсами вы располагаете? Собирая подобные фактические данные, вы получаете возможность проведения реформы, подтвержденной фактами. Один из способов заставить преподавателей проанализировать факты — проведение оксфордских или кембриджских формальных дебатов. Такой формат не предполагает защиту собственного мнения. Вместо этого преподаватели защищают определенную позицию, подтверждая или опровергая определенную точку зре3 28

329

8. Адаптация и применение подхода CDIO

ния, используя имеющиеся данные. Правильное распределение ролей позволяет заставить каждого преподавателя защищать точку зрения, противоположную его собственной. Если преподаватели будут знать, что они лишь играют роль, они постараются быть очень убедительны и, вероятно, смогут убедить и себя. Еще одна известная технология установления положительного отношения к реформе называется «нападение и отступление» (stretch and relax). В качестве первого шага необходимо напасть, т.е. предложить изменение, которое возможно, но крайне сложно в осуществлении. После чего следующим этапом будет отступление на позицию, которая легче в реализации, однако является шагом вперед на пути от текущей ситуации к желаемой. В этом заключается искусство политического компромисса. Привл еч ен и е ст удентов в к ач е ств е агентов изм е не ний. Еще одна сила, способная подтолкнуть или задержать реформу, — мнение студентов. Опыт показал, что для успеха образовательной реформы важна высокая степень участия в ней студентов. Студенты могут быть значимыми агентами изменений. Они обычно знают, что дает хорошие результаты, а что нет, кто хорошо преподает, а кто не заинтересован в преподавательской деятельности. Они могут оказаться полезны на этапе планирования реформы и после ее апробирования. Их вклад может еще увеличиться, если объяснить студентам причины проведения реформы и к чему она приведет. Когда студенты видят первые результаты изменения программы, они зачастую оказывают влияние на преподавателей, еще не принявших участие в реформе. С другой стороны, студенты могут быть недовольны реформой так же, как и преподаватели. Студенты особенно боятся за собственное будущее. Этот страх можно преодолеть, планируя постепенное изменение, которое начинается на младших курсах. В таком случае студенты старших курсов смогут объяснить студентам следующих наборов, что их ожидает. Важно в разной степени привлекать студентов к процессу принятия решений в университете. Они могут выступать важными агентами изменений. Пригласите группы и отдельных студентов

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

принять участие в обсуждении. Обратитесь к их профессионализму. Попробуйте дать им важную роль в процессе реформирования. Распространение результатов и п р и в л еч е н и е всего колле кт и ва. На каком-то этапе необходимо подключить к процессу реформирования всех членов команды. Опыт показывает, что чем раньше это произойдет, тем лучше. Образовательные программы — это общий продукт, и реализуются они большим числом преподавателей, часть из которых может формально не являться сотрудниками кафедры. Реформа станет развиваться и затронет все дисциплины при условии, если все преподаватели будут удовлетворены проводимыми изменениями. На первом этапе проведения реформы в рамках кафедры или программы создается группа ранних последователей, которые разрабатывают стратегию реформы. Несмотря на явные преимущества такого подхода, группа «ранних» последователей может оказаться в позиции избранных. В таком случае реформа проводится в два этапа: первоначально работа выполняется в рамках группы, и затем группа последователей распространяет результаты на всю программу. Менее удобным, но более предпочтительным решением будет привлечение или хотя бы приглашение в группу «ранних» последователей всех сотрудников. Если изначально руководитель сотрудничает с небольшой группой, она должна представлять интересы всего коллектива, чтобы заручиться поддержкой союзников на этапе распространения изменений на всю программу. Порой полезно поручить важную задачу человеку, известному своими скептическими настроениями по отношению к переменам. Если убедить такого человека, он, как правило, сможет убедить многих других. Для того чтобы добиться распространения результатов на всю программу, важно дать сотрудникам время на размышление и обсуждение. Обычно это требует уединения и встреч за пределами университета. Важно тщательно спланировать такие встречи с участием опытных организаторов с тем, чтобы повестка способствовала активному обсуждению. До статочные р е с у р с ы. Жизнеспособность реформы зависит от наличия достаточных ресурсов. Несмотря 3 30

Третий этап реформы — распространение изменений на другие подразделения Распространению изменений на другие подразделения способствуют три фактора: признание заслуг и поощрение сотрудников, повышение квалификации, ожидания студентов и академические требования. Призна ни е з аслуг и по о щ ре н и е сотруд н и ков. Жизнеспособная реформа основана на правиле о соответствии материального поощрения произведенным переменам. В любой организации действия сотрудников напрямую зависят от вознаграждения. Если цель организации — реформа образования, руководитель программы 331

8. Адаптация и применение подхода CDIO

на то что не приходится рассчитывать на значительное увеличение ресурсного обеспечения программы с течением времени, образовательная реформа невозможна без определенных затрат. Модернизация потребует времени и внутренней поддержки преподавателей и других сотрудников, участвующих в ее реализации. В переходный период могут потребоваться снижение учебной нагрузки, дополнительные ассистенты, новые учебные материалы и средства. В некоторых университетах можно получить поддержку академических проектов, продолжающихся более одного учебного года. В университетах, придающих большое значение научно-исследовательской деятельности, важно объявить, что время, необходимое для проведения реформы, будет выделено из учебной нагрузки и не повлияет на научную работу. Вопрос ресурсного обеспечения в подходе CDIO рассматривался с двух точек зрения. Во-первых, университеты-партнеры стремились совместными усилиями создать открытые дополнительные ресурсы, речь о которых пойдет далее. Наличие подхода и дополнительных ресурсов позволяет минимизировать время и силы, необходимые для перехода к новой программе. Второй задачей инициативы CDIO стало обеспечение реализации измененной программы за счет перераспределения существующих ресурсов без привлечения новых после завершения этапа реформирования.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

или кафедры должен создать и воплотить в жизнь систему материального стимулирования и поощрения сотрудников, участвующих в проведении реформы. Стремление руководителя поощрить важные изменения должно быть поддержано администрацией вуза. Например, в дополнение к награждению выдающихся преподавателей во время особой церемонии, существующей во многих университетах, особые заслуги могут быть отмечены званиями и должностями, подчеркивающими высокий статус сотрудника и пользующимися уважением в коллективе. Такие почетные преподаватели могут участвовать в обсуждении инноваций в образовании и входить в образовательную академию университета. Периодически награда за вклад в образование приходит к преподавателям от национальных академий наук или других организаций. Крайне важно, чтобы вклад в улучшение образования учитывался при внутренней аттестации. Это означает, что для прохождения аттестации сотрудник должен подтвердить свой вклад в улучшение образования. Что еще более важно, этот вклад должен учитываться при принятии на работу, повышении в должности и определении срока пребывания в должности. В частности, публикации, посвященные вопросам образования, должны цениться так же высоко, как и другие научные публикации. Повыше н и е к вали ф и к ац и и. В любом университете большое внимание уделяется обучению, в частности обучению студентов и повышению квалификации преподавателей в соответствующих областях. По иронии судьбы в большинстве университетов не существует традиции регулярного обучения преподавателей в областях, не касающихся преподаваемых ими дисциплин. При проведении реформы важно создать культуру, в которой признается значимость повышения квалификации не только в предметной области, но также в вопросах образования и педагогики. Для начала этого процесса достаточно принять ответственное решение и документировать соответствующие требования. Мероприятия, направленные на повышение навыков преподавания у сотрудников, могут включать, помимо творческих отпусков для проведения научной работы, 3 32

333

8. Адаптация и применение подхода CDIO

предоставление творческого отпуска для работы в промышленности или улучшения педагогических навыков. Другой способ — общее обсуждение важнейших публикаций по педагогике, что часто происходит в исследовательских группах. Преподавателям можно поручить разработку плана по повышению собственной квалификации в рамках индивидуального плана на текущий год. Определение содержания и способов обучения порой представляет для преподавателей сложность. Обладая пониманием образовательных потребностей сотрудников, руководитель может создать образовательные возможности, приглашая внешних экспертов, организуя краткие курсы для преподавателей или сотрудничая с другими подразделениями университета, например учебными центрами, занимающимися вопросами образования. Ожида ния ст удентов и ак аде м и ч е ск и е тр е б ов ания. Студенты — непосредственные заинтересованные лица и потребители образовательных услуг. Как в любой организации, занимающейся обслуживанием клиентов, при проведении реформы должно тщательно учитываться их мнение. Мнение студентов может принимать две формы: их неофициальные ожидания и формальные академические требования. Отметим, что у преподавателей есть только один шанс произвести впечатление и сформировать правильные ожидания от обучения у студентов, и это происходит в самый первый день первого года обучения. В этот день студенты должны ясно увидеть образовательные цели. Что еще более важно, студенты должны понять степень своего участия в процессе обучения. Если мы хотим, чтобы студенты были более активны в обучении и несли большую ответственность за свои результаты, необходимо в первый же учебный день объяснить им это и придерживаться выбранного курса на протяжении всего периода обучения. Желательно также обозначить и распространить результаты обучения через официальные сопроводительные документы образовательной программы, включив их в рабочие программы дисциплин или в общие описания программы. Таким образом, серьезно, вдумчиво и целеустремленно подойдя к вопросу, продемонстрировав понимание

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

уникальных особенностей вуза, можно повлиять на процесс внедрения подхода CDIO. Приведем пример реализации описанных выше этапов реформы образования в одном из институтов Датского технического университета и в группе университетов, вошедших во Вьетнамский национальный университет, расположенный в г. Хошимине (пример 8.3).

ПРИМЕР 8.3. ВНЕДРЕНИЕ ПОДХОДА CDIO: АНАЛИЗ ДВУХ КЕЙСОВ

Период внедрения подхода CDIO в Датском техническом университете (ДТУ) занял более 7,5 лет, начиная от принятия решения до выпуска первой группы инженеров. В ДТУ реализуются четыре типа образовательных программ с присуждением различных квалификаций: бакалавра техники (Bachelor of Engineering) по десяти профилям, бакалавр науки и техники (Bachelor of Science and Technology), магистр науки и техники (Master of Science and Technology) и доктор философии (PhD). Подход CDIO систематически применялся в программе, продолжительностью 3,5 года, ведущей к присвоению квалификации бакалавра техники, чтобы выделить ее как прикладную, направленную на подготовку выпускников для дальнейшего трудоустройства в промышленных компаниях. Другой причиной применения подхода CDIO явилось наличие в нем технологии повышения качества и оценки образования, позволяющей преподавателям понять друг друга и повысить стандарт образования. На начальном этапе реформа планировалась силами рабочей группы, включающей студентов и преподавателей. В целом реформа реализовывалась как нисходящая инициатива. Однако на некоторых кафедрах отмечалось массовое движение в поддержку реформы. Для поддержания массового или восходящего движения была необходима платформа, позволяющая преподавателям встречаться, обсуждать и поддерживать друг друга. Та же платформа могла быть использована «ранними» последователями принципов CDIO, чтобы руководить процессом. Нашу работу значительно облегчило наличие стан-

3 34

335

8. Адаптация и применение подхода CDIO

дартов CDIO, отражающих наиболее важные изменения. Они задали направление обсуждениям образовательной реформы и позволили сформулировать цели подготовительного этапа. Первым шагом на пути применения подхода CDIO стала разработка собственной версии перечня планируемых результатов обучения CDIO, перевод документации на датский язык и обсуждение CDIO Syllabus применительно к ДТУ. Преподаватели распределили планируемые результаты обучения между своими дисциплинами. Понимая конкретные задачи, преподаватели системно и с энтузиазмом подошли к реализации мероприятий реформы на следующем этапе. Они приняли участие в региональных и международных семинарах CDIO и разработали дорожную карту реформы, содержащую конкретные мероприятия и результаты. В дорожную карту также вошло ознакомление с подходом CDIO и представление наиболее важных средств реформирования, например: принципа формулирования результатов обучения, матрицы соответствия компетенций и дисциплин и проектно-внедренческой деятельности. Через два года на основе дорожной карты было разработано Руководство по применению подхода CDIO в Датском техническом университете, которое знакомило сотрудников ДТУ с принципами CDIO. На этом этапе подход CDIO был включен в обязательную программу подготовки преподавателей ДТУ (см. пример 8.5). Спустя два года после начала реформы многие дисциплины были согласованы друг с другом, как и планировалось. Для того чтобы закрепить успех, преподаватели должны были иметь информацию о программе и ясную картину успеваемости студентов. С этой целью был создан документ с использованием технологии wiki, содержащий проект учебного плана и позволяющий регулярно обновлять результаты обучения во всех дисциплинах десяти профилей. Разработанный документ применялся для координации работы преподавателей и оптимизации учебного процесса. Укреплению принципов CDIO способствовало включение модели 4П как контекста образования (стандарт 1 CDIO) в программу

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

стратегического развития ДТУ в области образования. Кроме того, была разработана система отслеживания карьерного роста преподавателей по результатам инновационной образовательной деятельности. Официальное утверждение принципов CDIO администрацией вуза оказалось важным шагом с целью обеспечения постоянного улучшения образования и включения его в культуру вуза.

M.Е. ВИГИЛЬД, ДАТСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (ДАНИЯ) Вьетнамский национальный университет (ВНУ), являющийся сетью университетов и расположенный в г. Хошимине, приступил к внедрению принципов CDIO в 2008 г. с целью поддержания национальной реформы по массовому применению подхода CDIO во Вьетнаме. В ходе применения подхода CDIO с целью максимальной эксплуатации преимущественных характеристик ВНУ были разработаны: 1) технология проведения реформы образования, которая может быть применена в других организациях Вьетнама; 2) семилетий план реализации разработанной технологии в нескольких стратегических подразделениях и стратегия распространения результатов на все университеты в составе ВНУ. Разработанная технология направлена на достижение следующих целей. 1. Адаптировать принципы CDIO с целью системного реформирования образования в стратегических подразделениях университета путем формирования у студентов знаний, навыков и установок, востребованных соответствующими заинтересованными лицами. 2. Использовать первый опыт применения подхода CDIO для разработки общей технологии распространения принципов CDIO на все университеты в составе ВНУ и другие университеты Вьетнама.

3 36

Н.Т. ХО И Т. ДОАН, ВЬЕТНАМСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, Г. ХОШИМИН (ВЬЕТНАМ) ПОВЫШЕНИЕ КВАЛИФИКАЦИИ И ПОД ДЕРЖКА ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ Очевидно, что обсуждение основных факторов успеха и способов привлечения преподавателей в процесс реформирования значительно облегчает внедрение подхода CDIO в инженерные программы. От преподавателей требуются инновационные решения и применение студенто-центрированных методов обучения, позволяющих сформировать профессиональные инженерные навыки и личностные качества, сформулированные в CDIO Syllabus. Для повышения квалификации в области педагогики, обучения новым формам оценки, внедрения инженерной практики и формирования соответствующих навыков должна существовать система поддержки преподавателей. Повышение квалификации преподавателей не должно ставить под угрозу их карьеру. Профессиональный рост должен ассоциироваться с новыми возможностями для 337

8. Адаптация и применение подхода CDIO

На начальном этапе успеху реформы сопутствовало выделение значительных ресурсов. Нами были приглашены международные эксперты для проведения серии семинаров по подходу CDIO для высшего административного аппарата и преподавателей вуза. Книга «Переосмысление инженерного образования: подход CDIO» 2007 г. издания была переведена на вьетнамский язык, опубликована и бесплатно распространена среди университетов Вьетнама при содействии Министерства образования и подготовки кадров Вьетнама. В 2010 г. мы начали апробацию подхода CDIO на кафедре машиностроения Технологического университета и на кафедре информационных технологий Университета естественных наук. Кафедры, первыми применившие принципы CDIO, внесли вклад в распространение подхода CDIO. Кафедры согласились поделиться опытом при распространении подхода CDIO на все университеты в составе ВНУ и другие университеты Вьетнама.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

карьерного роста и увеличения срока полномочий, а не подвергать продвижение по службе риску. Говоря о факторах успеха, мероприятия, направленные на признание заслуг и поощрение сотрудников, должны стимулировать их профессиональный рост. Усовершенствование профессиональных навыков преподавателей Программы CDIO должны оказывать поддержку преподавателям инженерных дисциплин для повышения их квалификации в области личностных и межличностных компетенций и навыков создания объектов, процессов и систем. Характер и масштаб повышения квалификации преподавателей зависит от наличия ресурсов и целей отдельной программы и университета. Примеры мероприятий, которые направлены на совершенствование компетенций преподавателей: профессиональная стажировка на промышленном предприятии, сотрудничество с коллегами из промышленной сферы в исследовательских и образовательных проектах, включение требования о наличии опыта инженерной практики в критерии найма и должностного повышения, а также соответствующее повышение педагогического мастерства в университете. Требование о наличии возможности для повышения компетентности преподавателей и развития их профессиональных навыков сформулировано в виде стандарта 9 CDIO.

СТАНДАРТ 9 CDIO «СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ CDIO-КОМПЕТЕНЦИЙ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ» Наличие мероприятий, позволяющих повысить компетентность преподавателей в области личностных и межличностных компетенций, навыков создания объектов, процессов и систем.

Если преподаватели инженерных дисциплин будут реализовывать программу, включающую освоение лич3 38

• Нанять новых сотрудников, имеющих практический опыт инженерной деятельности или предоставить новым сотрудникам возможность пройти стажировку на промышленном предприятии в течение одного года, прежде чем приступить к преподаванию. • Организовать систему повышения квалификации для сотрудников, включающую семинары и краткосрочные курсы, или предоставить творческий отпуск для прохождения стажировки на промышленном предприятии. • Поручить старшим преподавателям, имеющим практический опыт инженерной деятельности, обучать и руководить остальными сотрудниками или привлечь практикующих инженеров к проведению занятий в университете. При найме новых сотрудников наличие практического опыта инженерной деятельности должно рассматриваться как существенное преимущество. В случае отсутствия такового можно предложить новому сотруднику время для его приобретения. Некоторые программы, например, предусматривают возможность прохождения стажировки на промышленном предприятии в течение одного года до наступления основных обязанностей по обучению студентов. Эта возможность предусмотрена для 339

8. Адаптация и применение подхода CDIO

ностных и межличностных компетенций и навыков создания объектов, процессов и систем, интегрированных с дисциплинарными знаниями, то они должны быть компетентны в данных вопросах. Преподаватели инженерных дисциплин, как правило, считаются экспертами в научно-исследовательской работе и базе знаний в рамках своих дисциплин. Однако, как правило, у них довольно ограниченный практический опыт инженерной деятельности в деловой и промышленной сферах. Преподавателям необходимо постоянно совершенствовать свои инженерные знания и навыки, для того чтобы приводить студентам подходящие примеры из практики и выступать в качестве примера современного инженера. Существует три основных способа повысить квалификацию преподавателей.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

специалистов, приступающих к преподавательской деятельности сразу после получения высшего образования, и направлена на формирование у них навыков создания объектов, процессов и систем, а также на расширение их взглядов на исследовательскую деятельность. Дополнительное преимущество стажировки заключается в приобретении преподавателями более глубокого понимания исследовательских потребностей промышленности. Для реализации программы стажировки университет должен располагать необходимыми ресурсами. Перед администрацией также встает проблема, как добиться того, чтобы опытные преподаватели стремились развивать профессиональные инженерные навыки и личностные качества в рамках своих дисциплин. На развитие навыков опытных преподавателей может быть направлено несколько мероприятий. Одна из возможностей — организация краткосрочных курсов или программы повышения квалификации на базе университета. С этой же целью можно рассматривать участие преподавателей в платных курсах вне университета. Крупные промышленные компании зачастую предлагают разнообразные внутренние образовательные программы и приглашают к участию преподавателей вузов. Поощряя преподавателей принимать участие в программах повышения квалификации, администрация дает преподавателям понять, что считает профессиональные навыки важными и готово вкладывать ресурсы в их освоение. Творческие отпуска, часто практикуемые в сфере образования и правительственных организациях, также могут использоваться для прохождения стажировки на предприятии. В то же время администрация должна быть уверена, что отведенное время используется для повышения компетенций преподавателя в формировании навыков CDIO (главы 2, 3 и 4). В противном случае преподаватели имеют тенденцию заниматься только своими исследовательскими работами. Еще одно средство — привлечение в вуз выдающихся инженеров, имеющих значительный опыт разработки объектов и систем. Иногда для реализации этого мероприятия необходима поддержка со стороны администрации вуза, так как профессиональные инженеры нередко не 3 40

Повышение квалификации преподавателей в области преподавания, обучения и оценивания Образовательные программы должны предусматривать возможность совершенствования компетенций преподавателей в интегрированном обучении, активном и практическом обучении, а также оценке результатов обучения студентов. Преподаванию и методам оценки посвящены соответственно главы 6 и 7. Примеры мероприятий, которые направлены на совершенствование компетенций преподавателей: поддержка участия преподавателей в университетских и внешних программах повышения квалификации, в форумах для обмена идеями и лучшими практиками. Особое внимание следует уделить оценке педагогической деятельности и использованию эффективных методов обучения во время аттестации и при приеме на работу. Проблема повышения квалификации преподавателей в области преподавания, обучения и оценивания затрагивается в стандарте 10 CDIO. 341

8. Адаптация и применение подхода CDIO

соответствуют традиционным требованиям при приеме на работу в университет. Отличный пример национальной программы, реализующей описанный принцип, — проект «Приглашенные профессора», который осуществляется при поддержке Королевской инженерной академии Великобритании [8]. Проект направлен на привлечение опытных инженеров в университеты для обмена опытом со студентами и преподавателями. В Массачусетском технологическом институте была введена новая должность практикующего профессора, позволившая приглашать на работу выдающихся специалистов-практиков. Ведущих инженеров можно также приглашать для чтения лекций в качестве внештатных преподавателей или ассистентов. Ведущие инженеры не только обучают личностным и межличностным компетенциям и навыкам создания объектов, процессов и систем в аудиторное время, но и используют эти навыки в процессе взаимодействия с преподавателями программы. Как следствие, в результате приглашения практикующих инженеров повышаются компетенции всего преподавательского состава.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

СТАНДАРТ 10 CDIO «СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ КОМПЕТЕНЦИЙ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ» Наличие мероприятий, позволяющих повысить педагогические компетенции преподавателей по использованию активных методов обучения и оценке студентов при реализации интегрированного обучения.

Если от преподавателей ожидают, что они должны преподавать и оценивать при помощи новых методов, то им необходимо предоставлять возможности для развития и совершенствования соответствующих компетенций. Этого можно добиться двумя основными способами. Во многих университетах существуют программы повышения квалификации и реализующие их подразделения, которые желали бы сотрудничать с преподавателями. Кроме того, если при реализации программ подчеркивается важность преподавания, обучения и оценки, то необходимо обеспечить соответствующие ресурсы для повышения квалификации преподавателей в данных областях. Реформа образования предполагает не только изменение программы, но и модернизацию методов преподавания и оценивания, что зачастую кажется преподавателям более сложным. Для успеха реформы важно устранить барьеры к применению методов активного и практического обучения во время занятий. Ч. Бонвелл и Т. Суверланд называют пять основных барьеров для применения таких методов. 1. 2. 3. 4. 5.

Недостаточный охват материала. Увеличение времени на подготовку. Большое количество студентов в группе. Недостаток ресурсов. Риск для преподавателя [9]. Существует обеспокоенность преподавателей тем, что «не весь материал будет охвачен». Эта обеспокоенность может быть устранена за счет смещения акцента с преподавания на самостоятельное обучение. Последние из3 42

1. У преподавателей появляется время для планирования и тестирования новых подходов. 2. Преподаватели видят, что руководство считает совершенствование методики обучения важным и ценным изменением. Руководители программ должны убедить администрацию университета, что совершенствование педагогических компетенций должно стать одним из критериев для повышения в должности. Руководители программы могут также повлиять на культуру преподавания в университете в вопросах приема на работу. К кандидатам на должность преподавателя обычно предъявляют требования, касающиеся образования, научных достижений и опыта работы, и не всегда задаются вопросы о наличии понимания или интереса собственно к преподаванию. Спрашивая об отношении к преподавательской деятельности, имеющемся педагогическом опыте и желании экспериментировать с новыми образовательными технологиями, можно выделить кандидатов на должность, способных внести вклад в реализацию подхода CDIO. В качестве испытания кандидаты на должность преподавателя могут также помимо традиционного исследовательского семинара провести тренинг по вопросам преподавания. В Королевском университете (Канада) кандидатов просят провести открытый урок для группы преподавателей, которые играют роль студентов. Для развития педагогических компетенций могут также привлекаться внешние эксперты для проведения семинаров, мастер-классов и лекций. Во многих университетах существуют подразделения, занимающиеся вопросами преподавания и обучения и являющиеся отлич343

8. Адаптация и применение подхода CDIO

менения в критериях аккредитации, в которых основное внимание стало уделяться не содержанию программы, а результатам обучения, хорошо согласуются с этой тенденцией. По мере возможности администрация должна обеспечивать время для компенсации затрат на планирование и применение новых подходов к обучению. Выделяя время и ресурсы для совершенствования педагогических компетенций, мы решаем две задачи.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

ными источниками информации и поддержки. Во многих странах действует требование о прохождении молодыми преподавателями стажировки и о наличии сертификата в области образования. Успешным примером общеуниверситетской системы повышения компетенции в преподавании и оценивании может служить обязательная программа подготовки преподавателей Датского технического университета (пример 8.4).

ПРИМЕР 8.4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ КОМПЕТЕНЦИЙ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ В

ДАТСКОМ ТЕХНИЧЕСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ

Для успешной реализации подхода CDIO важны компетенции преподавателей в обучении и оценивании результатов. Датский технический университет (ДТУ) предлагает ряд мероприятий, направленных на совершенствование навыков обучения и оценивания у преподавателей. Среди них курсы, семинары и проекты. Для того чтобы стать преподавателем ДТУ и получить учебную нагрузку, кандидаты должны пройти обязательную программу подготовки. Программа состоит из разных педагогических элементов. 1. Посещение аудиторных занятий преподавателем-наставником, являющимся сотрудником кафедры. 2. Создание педагогического портфолио. 3. Обучение методике преподавания. Основной элемент программы подготовки преподавателей — курс «Преподавание в вузе», в котором сочетаются теоретическая часть и педагогическая практика. Курс состоит из четырех модулей общей продолжительностью 250 часов и проводится в течение трех семестров. Эти часы включены в общую нагрузку преподавателя по кафедре. Первые три модуля курса состоят из обычных занятий, четвертый же подразумевает реализацию проекта на основе педагогической деятельности преподавателя. В рамках курса рассматриваются такие аспекты, как результаты обучения, инженерные компетенции, пла-

3 44

П.Х. АНДЕРССОН, ДАТСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Используя имеющиеся ресурсы, руководители образовательных программ могут постепенно повысить инженерные навыки преподавателей, их компетенции в активном и практическом обучении, а также оценке результатов обучения студентов. 345

8. Адаптация и применение подхода CDIO

нирование дисциплины, оценка, обратная связь и сбор оценочных данных. Содержание модулей разрабатывалось с учетом современных исследований и принципов преподавания и обучения в вузе. Они также согласованы с основополагающими принципами подхода CDIO, о чем слушатели узнают во время представления курса и через анализируемые кейсы, описывающие опыт применения подхода CDIO к инженерным дисциплинам ДТУ. Программа подготовки также разработана согласно модели «планирование—проектирование—производство—применение». На подготовительном этапе слушатели находят интересное задание, с которым они будут работать в процессе обучения. Во время изучения первых модулей слушатели планируют и проектируют способы организации преподавания, например: формулируют результаты обучения, определяют основные элементы и планируют содержание дисциплины. В четвертом модуле они разрабатывают и реализуют учебное задание в реальных условиях, оценивают процесс преподавания и анализируют результаты. В последнем письменном отчете оценке и анализу уделяется особое внимание, поскольку основная цель четвертого модуля — рассмотрение результатов обучения. В целом программа подготовки направлена на формирование способности к критической оценке собственной педагогической деятельности с точки зрения обучения и планируемых результатов. Программа реализуется совместно с центральным подразделением по подготовке кадров ДТУ, учебной лабораторией «Ленинг Лаб» (Learning Lab) и соответствующей кафедрой. Ежегодно по программе подготовки обучаются около 50 преподавателей, которые затем вкладывают свои силы в развитие культуры преподавания и обучения в ДТУ.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

РЕСУРСЫ, НАПРАВЛЕННЫЕ НА ПОД ДЕРЖКУ РЕФОРМЫ Силами университетов — партнеров инициативы CDIO были разработаны новые подходы и созданы ресурсы, способные облегчить адаптацию и применение подхода CDIO с учетом разнообразия инженерных образовательных программ. В настоящее время такие ресурсы включают практические советы, руководство по применению и учебные материалы. Университеты, применившие подход CDIO, поддерживают совместную работу и проводят семинары и конференции для обмена опытом и лучшими практиками. Принцип инженерного проектирования в разработке подхода CDIO Разработка подхода CDIO строилась по принципу инженерного проектирования. Тот же принцип может быть использован в качестве дорожной карты при адаптации и применении подхода к существующим инженерным программам. Образование следует рассматривать как услугу, которая может быть спроектирована с использованием методов создания и применения объектов и систем. Использование принципа инженерного проектирования при разработке программ CDIO дает ряд преимуществ. • Оно апеллирует к профессионализму преподавателей инженерных вузов, опираясь на положительные характеристики профессии — анализ задачи, нахождение решения, разработку новых подходов и применение стандартов качества. Проведение реформы на основе модели инженерного проектирования способствует восприятию изменений со стороны преподавателей. • Оно задействует компетенции преподавателей. Рассмотрение реформы как инженерной задачи позволяет преподавателям проявить свои знания и умения, например, в определении требований, создании прототипов и сборе данных. 3 46

Процесс адаптации и применения подхода CDIO основан на этапах жизненного цикла объектов, процессов и систем, как показано на рис. 8.1. Методы создания объектов, процессов и систем применяются для организации образовательной программы, основанной на убеждении, что правильным контекстом инженерного образования выступает жизненный цикл объектов, процессов и систем. На этапе планирования производится анализ потребностей выпускника инженерного вуза, устанавливаются четкие и последовательные результаты обучения, вырабатывается концепция инженерного образования, которая отвечает ранее определенным потребностям. Концепция инженерного образования должна соответствовать целям и стандартам университета и правительства и отражать преимущества университета в науке и технике. Результаты, полученные по итогам этапа планирования, уникальны для каждой программы, но согласуются с CDIO Syllabus и соответствуют стандартам CDIO. Этап проектирования включает сравнительный анализ существующей программы и применение открытых ресурсов для разработки учебного плана, учебных дисциплин, педагогических подходов, методов оценки и проектирования рабочего пространства. На этапе производства новые образовательные средства и ресурсы апробируются в инженерных программах. Сотрудничество университетов позволяет сравнить результаты, оценить их, вернуть на доработку и улучшить процессы и материалы, а также адаптировать подход к разным об347

8. Адаптация и применение подхода CDIO

• Оно гарантирует планирование актуальных результатов обучения и их использование в качестве основы для разработки программы, определения педагогических подходов и создания системы оценивания. Принцип инженерного проектирования определяет средства документирования и систематизации подхода CDIO, т.е. четко формулированные цели, учебный план, распределение результатов обучения между дисциплинами и количественная модель постоянного улучшения. Документы, процессы и примеры подробно обсуждаются в главах 3–9.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Требования правительства/ требования аккредитации

Запросы студентов

Запросы промышленности

Достижения науки и техники

ПЛАНИРОВАНИЕ Применение CDIO Syllabus и стандартов CDIO

ПРОИЗВОДСТВО Апробирование и прототипирование Компетенции преподавателей Создание рабочего пространства

ПРОИЗВОДСТВО

Повторение, внесение изменений

Апробирование и прототипирование Компетенции преподавателей Создание рабочего пространства

ПРИМЕНЕНИЕ Непрерывный образовательный процесс Оценка Постоянное улучшение

Реформированное образование

Рис. 8.1. Проектирование и разработка подхода CDIO

разовательным условиям. На этом этапе также решается вопрос педагогических кадров и материальной базы. Наконец, этап применения возникает, когда образовательная реформа переходит с этапа прототипирования и тестирования в стационарный режим после того, как были завершены основные мероприятия реформы. Оценка и постоянное улучшение программы и подхода CDIO не прекращаются на этом этапе. 3 48

Подход CDIO применяется в разных университетах, программах и странах. Программы CDIO также отличаются целями, финансированием, инфраструктурой, общеуниверситетскими требованиями, действующими государственными нормами и стандартами аккредитации профессиональных сообществ. Общность разных программ CDIO обеспечивается за счет систематизации материалов подхода в виде открытых ресурсов. Открытость и доступность ресурсов способствуют их распространению и обмену опытом. На сегодняшний день количество имеющихся материалов огромно. Основные из них схематично представлены в табл. 8.2 и доступны на официальном сайте инициативы CDIO по адресу: http://www.cdio.org. Подробное описание CDIO Syllabus и стандартов CDIO можно найти в главах 3 и 1 соответственно. Эти документы были разработаны с тем, чтобы подход CDIO мог быть адаптирован под особые потребности каждой программы. Подход CDIO может быть применен как полностью, так и в виде отдельных компонентов. Подход CDIO не является обязательным для применения. Мы понимаем, что у всех специальностей, образовательных программ, факультетов, университетов и стран разные потребности. Нами были разработаны материалы, подходы и идеи, которые могут быть применены для улучшения инженерного образования в интересах студентов и других потребителей. Мы также понимаем, что один или несколько аспектов предложенной реформы касаются практически каждой качественной инженерной образовательной программы, и предлагаем свои идеи, которые могут быть полезны всем нам. Ни один из вузов не обладает бесконечными ресурсами. Лишь незначительное количество университетов, приступая к реформе, могут рассчитывать, что после ее проведения ресурсное обеспечение будет расти. Разрабатывая подход CDIO, мы исходили из предположения, что обеспечение программы на этапе ее реализации после завершения реформы не увеличится и возникнет необходи349

8. Адаптация и применение подхода CDIO

Открытые ресурсы и материалы

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Таблица 8.2. Открытые ресурсы инициативы CDIO Ресурс

Назначение

Перечень планируемых результатов обучения (CDIO Syllabus)

Способствовать формулированию ясных и исчерпывающих целей и результатов обучения для инженерных программ

Приспосабливаемые шаблоны формулировок целей, включая технические знания, личностные и межличностные компетенции и навыки создания объектов, процессов и систем

Описание

Стандарты CDIO

Определить отличительные характеристики программ CDIO и их выпускников, создать руководство для реформирования

12 критериев, отличающих программу CDIO, в том числе описание, обоснование и доказательства соответствия, включая рубрику по самооценке

Руководство по запуску реформы

Оказать помощь и поддержку руководителям программ в процессе применения подхода CDIO

Практические советы по запуску образовательной реформы и применению подхода CDIO

Публикации и отчеты

Зафиксировать распространение и применение подхода CDIO

Статьи из журналов и материалы конференций, а также отчеты, подготовленные университетами-партнерами, освещающие вопросы создания и применения подхода CDIO

Веб-сайт CDIO

Предоставить информацию о подходе CDIO и мероприятиях, организуемых на базе университетовпартнеров

Содержит средства и ресурсы, стандарты CDIO, CDIO Syllabus, публикации и информацию о мероприятиях

мость перераспределения имеющихся кадровых, временных, материальных ресурсов. Время от времени университеты и правительственные организации предоставляют возможность дополнительного обеспечения программ. Наличие хорошо спланированного подхода дает про3 50

Значение сотрудничества для параллельного развития Согласно нашим наблюдениям, преподаватели инженерных программ по всему миру сталкиваются с одними и теми же проблемами. Многие проблемы возникают из-за противоречия между двумя основными целями образования: глубоким освоением дисциплинарных основ и формированием широких профессиональных навыков. Примером другой общей проблемы служит принцип разделения студентов на группы для выполнения проектов и оценка групповых работ. Радикальное решение даже общих проблем представляет сложность для отдельной программы или кафедры. Масштаб таких проблем и их общность среди программ по всему миру наталкивает на мысль, что их решение желательно искать вместе и организованно ради достижения общих целей. Сотрудничество программ CDIO по всему миру позволяет разрабатывать и применять общую и адаптируемую модель образования. Ценность международного сотрудничества заключается в: • создании более надежных и общих стартовых позиций для разработки программ CDIO. Например, опросы и сравнительный анализ позволяют сравнить ожидания заинтересованных лиц и условия реализации программ в разных университетах и странах; 351

8. Адаптация и применение подхода CDIO

грамме конкурентное преимущество при распределении ресурсов. Дополнительные ресурсы и время понадобятся при переходе от традиционной инженерной программы к программе CDIO. Невозможно спроектировать новый учебный план, создать новые учебные материалы, пересмотреть использование помещений и разработать средства оценки без выделения дополнительного времени и кадров. Описанные ресурсы были созданы с целью минимизировать расходы в период реформы, но вложения ресурсов все же могут оказаться значительными.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

• обмене подходами и идеями в рамках организованной модели общих целей; • создании ресурсов, которыми университеты могут обмениваться и способствовать более легкой адаптации и применению; • наличии общих отличительных критериев программ CDIO. Совместная работа дает еще одно важное преимущество. Совместная деятельность позволяет увидеть, что делают другие. Это повышает дружескую конкуренцию между университетами, стремящимися к общей цели. Это также укрепляет желание университетов-партнеров применить подход CDIO. Успех конкурирующего университета может оказаться очень убедительным поводом к началу реформы. Ряд мероприятий, организуемых членами инициативы CDIO, направлены на усиление сотрудничества между вузами. 1. Семинары, на которых представляются основные принципы CDIO. 2. Региональные встречи, на которых представители университетов одного географического региона могут обмениваться опытом и разрабатывать новые идеи. 3. Ежегодные международные конференции, в которых принимают участие преподаватели из всех уголков мира, чтобы обменяться опытом и поделиться успехами. Мы приглашаем всех принять участие в мероприятиях инициативы CDIO и поделиться собственным опытом улучшения инженерного образования. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Применение подхода CDIO затрагивает всех преподавателей программы или кафедры, так как изменяются образовательный контекст и процесс обучения. В главе 8 были рассмотрены 12 факторов, влияющих на успех организационных изменений, и приведены примеры из ре3 52

ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ 1. Какова ваша стратегия проведения реформы? Как она согласуется с принципами, изложенными в этой главе? 2. Какие мероприятия направлены на повышение квалификации преподавателей? Насколько они эффективны? 3. Можете ли вы назвать людей, программы или ресурсы, к которым можно обратиться по вопросу повышения квалификации в области преподавания и оценки в вашем университете? 4. Как вы планируете использовать ресурсы, доступные на сайте CDIO? ЛИТЕРАТУРА 1. Rudolph F. The American college and university: A history. Athens (GA): The University of Georgia Press, 1990. 2. Bush V. Science the endless frontier. Washington (DC): U. S. Government Printing Office, 1945. 3. Gleicher D., Beckhard R., Harris R. Change model formula, 1987. 2014. Available at . Accessed January 8, 2014. 4. Kotter J.P. Leading change: Why transformation efforts fail // Harvard Business Review. 1995. March-April. 5. Eijkman H., Kayali O., Yeomans S. Using soft systems thinking to confront the politics of innovation in engineering education // Engineering education quality assurance: A global perspective / ed. by A. Patil, P. Gray. N.Y.: Springer, 2009. P. 223–234. 6. Kolmos A., Graaff E. Management of Change: Implementation of problem-based and project-based learning in engineering. Rotterdam: Sense Publishers, 2007.

353

8. Адаптация и применение подхода CDIO

альной практики. Особое внимание также было уделено повышению квалификации преподавателей. В ходе рассуждения представлены способы использования имеющегося опыта и открытых ресурсов, доступных на сайте CDIO, для успешного применения подхода CDIO к инженерному образованию. В следующей главе будут описаны методы оценки программы, основанные на 12 стандартах подхода CDIO.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

7. The Bologna Process. 2014. Available at . Accessed January 8, 2014. 8. Wallace K. (ed.). Educating engineers in design: Lessons learnt from the visiting professors scheme. The Royal Academy of Engineering. L., 2005. Available at . Accessed January 8, 2014. 9. Bonwell C.C., Sutherland T.E. The active learning continuum: Choosing activities to engage students in the classroom // Using active learning in college classes: A range of options for faculty / ed. by T.E. Sutherland, C.C. Bonwell. New Directions of Teaching and Learning No. 67. San Francisco (CA): Jossey-Bass, 1996.

3 54

9. ОЦЕНКА ПРОГРАММЫ 7

ВВЕДЕНИЕ В предыдущих главах были описаны основные характеристики программ CDIO. Вначале мы обратились к вопросу содержания обучения и поговорили о результатах обучения, включающих предметные знания, а также личностные и межличностные компетенции и навыки создания объектов, процессов и систем. Далее была затронута проблема организации обучения и обсуждались интегрированный учебный план, проектно-внедренческая деятельность и особое рабочее пространство, обеспечивающее достижение планируемых результатов обучения и применение интегрированного обучения, педагогических подходов и оценки студентов. В главе 8 речь шла о способах повышения квалификации преподавателей и усовершенствования их профессиональных и педагогических навыков. Теперь обратимся к трем основным вопросам, касающимся эффективности подхода CDIO. 1. Как можно определить, что применение подхода CDIO проходит успешно? 2. Как можно улучшить программу, которая не соответствует стандартам? 3. Каково воздействие программам CDIO? Вопросам обеспечения качества наилучшим образом отвечает процедура оценки программы, наличие которой предусмотрено в стандарте 12 CDIO. Оценка программы — процесс вынесения суждения об общей эффективности программы на основании фактов, подтверждающих продвижение программы к достижению ее целей. Процедура оценки программы может принимать разные формы в зависимости от основной модели и задач оценки. В основе оценки программ CDIO 7

Эта глава написана в соавторстве с Питером Дж. Греем.

355

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

лежит модель суждения, в которой анализируются входные данные, процессы и выходные данные. При этом к входным данным относятся мнение сотрудников, использование и доступность аудиторий, рабочих пространств и ресурсов, процессы включают методы обучения и оценки, а под выходными данными подразумеваются планируемые результаты обучения студентов и общие результаты программы, относящиеся к одному из 12 стандартов CDIO. Один из способов оценить общее качество программы заключается в оценке продвижения программы к достижению стандартов CDIO, описанных в этой книге. Поскольку стандарты CDIO непосредственно касаются не только входных и выходных данных, процессов, но и в определенной степени воздействия, оказываемого программой, оценка, основанная на стандартах CDIO, позволяет собрать сведения и определить, насколько успешно достигаются цели программы, насколько успешно она реализуется, правильно ли используются ресурсы и каково общее воздействие программы. Используемое далее понятие «оценка программы на основе стандартов» относится к подходу, применяемому для оценки программ CDIO. Под «стандартом» в данном контексте понимается критерий или характеристика программы. Данные, подтверждающие успех применения подхода CDIO, собираются из многочисленных источников и оцениваются с помощью разнообразных качественных и количественных методов. Если результаты регулярной оценки доводятся до сведения преподавателей, студентов, руководства программы, выпускников и других заинтересованных лиц, они могут быть использованы для принятия решений относительно программы и ее постоянного улучшения. Оценка программы на основе 12 стандартов CDIO соответствует аккредитационным моделям и другим национальным оценочным процедурам. Это соответствие базируется на общности целей. И в том и в другом случае определяются критерии, собираются данные, подтверждающие соответствие критериям, и разрабатывается план улучшения программы. В главе 9 оценка на основе стандартов рассматривается как средство определения 3 56

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ГЛАВЫ Цели главы 9: • описать особенности оценки программы на основе стандартов; • определить основные вопросы, лежащие в основе оценки программы, и показать их соответствие стандартам CDIO; • описать некоторые методы оценки качества программы; • привести примеры оценки программы на соответствие стандартам; • подчеркнуть связь между оценкой, постоянным улучшением программы и обеспечением качества; • оценить общее воздействие программ, применяющих подход CDIO. ОЦЕНКА ПРОГРАММЫ НА ОСНОВЕ СТАНДАРТОВ Выбор концептуальной модели оценки программы зависит от целей и задач оценки. Например, при целеориентированной оценке акцентируется назначение программы и степень достижения ее целей, задач и результатов. Существуют также методы оценки, при которых внимание обращается только на результаты, а не на ранее определенные цели. Широко применяются натура357

9. Оценка программы

успеха программы в применении подхода CDIO. Для этого на основе стандартов определяются основные оценочные вопросы и анализируются методы сбора данных, позволяющих ответить на поставленные вопросы. Помимо этого, в главе приводятся примеры процесса сбора и анализа данных в отдельных программах. Далее показывается, как результаты оценки могут быть использованы для постоянного улучшения, и приводятся принципы совершенствования программ, не соответствующих стандартам. В заключение делаются выводы об общем воздействии программ CDIO.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

листические подходы, в которых особое внимание уделяется человеческим факторам и процессам, реализуемым в особых контекстах. «Сужденческие» модели (такие как аккредитационные) оценивают соответствие программы определенным стандартам и, как правило, основаны на анализе входных данных и процессов. При оценке управления программ основное внимание уделяется вопросам принятия решений, что ограничивает круг оцениваемых данных. Этот подход к оцениванию обычно строится вокруг результатов и общего воздействия программ [1]. В основе оценки программы на соответствие стандартам лежит демонстрация выполнения определенных критериев, стандартов и других компонентов образовательного процесса [4]. Это определение хорошо согласуется с описанными выше моделями («сужденческой», целеориентированной и управленческой). Стандарты, определяющие требования к целям и результатам, акцентируют внимание на конечных результатах программы для тех, кто является ее потребителем. Эти стандарты описывают совокупные результаты обучения, предлагаемого студентам в рамках программы, в том числе результаты освоения отдельных дисциплин и программы в целом. В процессе оценки программы на основе стандартов учитываются также и незапланированные результаты, хотя, безусловно, хотелось бы, чтобы все результаты были планируемые. Помимо результатов обучения, в процессе оценки программы на основе стандартов анализируются процессы, ведущие к их достижению. Оценка процессов предполагает систематическую оценку того, что происходит внутри программы и как программа реализуется для того, чтобы достичь целей. Процессы образовательной программы могут включать набор студентов, консультирование, регистрацию, услуги по поддержке студентов, преподавание, обучение, производственную и учебную практику. Анализ процессов позволяет объяснить результаты программы и выделить более и менее успешные ее компоненты [5]. В некоторой степени оценка программы на основе стандартов также направлена на оценку общего воздей3 58

СТАНДАРТ 12 CDIO «ОЦЕНКА ПРОГРАММЫ» Наличие системы оценки соответствия программы данным 12 стандартам и обеспечения обратной связи со студентами, преподавателями и другими заинтересованными лицами в целях ее непрерывного совершенствования.

Оценка программы на основе стандартов характеризуется системностью, т.е. охватывает широкий круг 359

9. Оценка программы

ствия программы за счет анализа изменений в карьере участников программы и работе других лиц после ее окончания. Воздействие программы часто рассматривается как отсроченный результат обучения и может включать влияние программы на общество. Средством оценки воздействия программы может быть исследование развития кадровых ресурсов, производительности труда, национального и полового равенства. Подобные исследования могут проводиться в течение всей трудовой деятельности выпускников для выявления долгосрочного воздействия программы [6]. Оценивая программу на основе стандартов CDIO, мы собираем сведения, характеризующие не только ее процессы и результаты, но и в определенной степени входные данные и воздействия. Говоря в общем, стандарты 1 и 6 CDIO формулируют требования к входным данным, стандарт 2 CDIO определяет планируемые результаты обучения, а стандарты 3–5, 7–10 и 11 CDIO уделяют особое внимание процессам. Хотя ни один из стандартов непосредственно не упоминает долгосрочное воздействие, оценка программ часто включает вопросы, касающиеся будущих планов студентов, успехов выпускников в своей инженерной области и влияния программы на местную, национальную и международную промышленность. Последний стандарт 12 CDIO сам является критерием оценки программы, благодаря чему в программах CDIO реализуется системный и комплексный подход к сбору и анализу данных и улучшению программ.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

вопросов, реализуется с применением разнообразных методов сбора и анализа данных и позволяет использовать полученные данные для принятия решений относительно эффективности программы и необходимости ее улучшения. Рассмотрим систему оценки, применяемую к программам CDIO, подробнее. СТАНДАРТЫ CDIO И ОСНОВНЫЕ ОЦЕНОЧНЫЕ ВОПРОСЫ Оценка программы, как упоминалось выше, основана на опыте 12 лучших практик реализации инженерных образовательных программ, характеризующихся высоким качеством. В подходе CDIO эти лучшие практики были сформулированы в виде стандартов CDIO. Прежде чем приступить к описанию процесса оценки программы, приведем причины возникновения и объясним организацию стандартов. Стандарты CDIO представлены в главе 2 и используются в качестве организующего принципа в главах 3–8. Они еще раз приведены в приложении и сопровождаются описанием, обоснованием и рубрикой для самооценки. ОБОСНОВАНИЕ И ОРГАНИЗАЦИЯ СТАНДАРТОВ CDIO Стандарты CDIO разрабатывались в качестве вспомогательного ресурса, который может быть использован при создании образовательных программ, направленных на подготовку выпускников, способных планировать, проектировать, производить и применять комплексные инженерные объекты, процессы и системы с добавленной стоимостью в командной среде. Стандарты выступают связующим звеном между целями программы, измеримыми входными данными, процессами и результатами. Они могут быть использованы как руководство по применению и позволяют ответить на главные вопросы реформирования инженерного образования, сформулированные в главе 4. 3 60

Очень важно понять, чем стандарты являются и чем не являются. Для руководства программами они являются средством достижения определенных целей. Они являются документированным описанием лучших практик, подтвержденных проведенными исследованиями и коллективным опытом университетов-партнеров, расположенных в разных странах мира. Стандарты — это средство проведения реформы в направлении, определенном заинтересованными сторонами программы. Они приведены в соответствие с национальными критериями аккредитации и позволяют сравнить собственный опыт с практикой зарубежных вузов. Помимо этого, стандарты применяются для оценки программ и их постоянного улучшения. Стандарты были разработаны с целью отличить программы, реализующие весь комплексный подход CDIO к образованию, от программ, включающих лишь его отдельные компоненты. Первоначально они были созданы в ответ на запросы руководителей программ, выпускников и партнеров от промышленности, которым были необходимы отличительные критерии программ CDIO и их выпускников. Из 12 стандартов CDIO 7 иногда выделяются как наиболее существенные, так как они определяют отличительные черты подхода CDIO от остальных реформ в области образования: • Стандарт 1 CDIO «CDIO как контекст инженерного образования». • Стандарт 2 CDIO «Результаты обучения». • Стандарт 3 CDIO «Интегрированный учебный план». • Стандарт 5 CDIO «Опыт ведения проектно-внедренческой деятельности». • Стандарт 7 CDIO «Интегрированное обучение». 361

9. Оценка программы

• Каким набором знаний, навыков и характеристик должны обладать выпускники инженерных вузов после освоения программы и на каком уровне? • Каким образом можно обеспечить формирование необходимых навыков у студентов?

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

• Стандарт 9 CDIO «Совершенствование CDIO-компетенций преподавателей». • Стандарт 11 CDIO «Оценка результатов обучения». Пять дополнительных стандартов CDIO отражают опыт лучших практик, но не выделяют подход CDIO на фоне других реформ: стандарт 4 CDIO «Введение в инженерную деятельность», стандарт 6 CDIO «Рабочее пространство для инженерной деятельности», стандарт 8 CDIO «Методы активного обучения», стандарт 10 CDIO «Совершенствование педагогических компетенций преподавателей» и стандарт 12 CDIO «Оценка программы». Стандарты не претендуют на включение всех компонентов инженерного образования. Некоторые общие требования и процессы в них не вошли, например, квалификация преподавателей в предметной области, консультирование студентов, требования к учебным аудиториям и библиотекам. Это преднамеренное упущение позволяет подчеркнуть отличительные черты подхода и обосновать видение программы, способствующее достижению целей программы. С учетом сказанного в стандартах нет ничего, что бы делало программы CDIO уникальными. Некоторыми из входных данных, процессов и выходных данных, которые вошли в стандарты, располагают инженерные образовательные программы высокого качества в разных вузах по всему миру, а лучшие программы соответствуют многим из стандартов. Стандарты следует рассматривать как руководство по постоянному улучшению независимо от первоначального качества программы. Стандарты могут быть организованы таким образом, чтобы соответствовать требованиям традиционной оценки программ. Как показано на рис. 9.1, в процессе оценки программы особое внимание уделяется результатам программы и процессам, способствующим их достижению. Стандарты CDIO можно сгруппировать в одну или несколько тематических областей в зависимости от целей оценки: миссия и цели программы, учебный план, методы преподавания и обучения, образовательная среда, оценка обучения и повышение квалификации препо3 62

Повышение квалификации преподавателей (стандарты 9, 10)

9. Оценка программы

Оценка программы (стандарт 12) Миссия университета Цели программы (стандарт 1) Учебный план (стандарты 3–5)

Цели и результаты программы (стандарт 2)

Оценка обучения (стандарт 11)

Преподавание и обучение (стандарты 7, 8)

Образовательная среда (стандарт 6)

Рис. 9.1. Оценка программы и стандарты CDIO

давателей. Необходимо отметить, что собственно оценка программы также входит в один из стандартов. Соответствие основных вопросов оценки программы стандартам CDIO При планировании оценки в каждой тематической области формулируются основные вопросы. В табл. 9.1 демонстрируется соответствие основных оценочных вопросов стандартам CDIO. Эти вопросы были сформулированы, исходя из описаний стандартов. Основные вопросы сравнительной оценки программы Поскольку подход CDIO применяется более чем в ста университетах по всему миру, возникает необходимость в процедуре, которая позволит внутренним и внешним заинтересованным сторонам убедиться, что инженерные программы соответствуют стандартам CDIO, которые вы363

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Таблица 9.1. Соответствие основных вопросов оценки программы стандартам CDIO Основные вопросы Миссия университета и цели программы Стандарт 1 CDIO «CDIO как контекст инженерного образования» В какой степени жизненный цикл объектов, процессов и систем (CDIO) является контекстом инженерного образования, т.е. культурной средой, в которой формируются дисциплинарные знания и прочие компетенции? Результаты освоения программы Стандарт 2 CDIO «Результаты обучения» Насколько подробно сформулированы результаты обучения, включая дисциплинарные знания, личностные и межличностные компетенции и навыки создания объектов, процессов и систем, согласованные с целями программы и утвержденные заинтересованными сторонами? Учебный план Стандарт 3 CDIO «Интегрированный учебный план» В какой степени дисциплины, составляющие учебный план, дополняют друг друга и интегрируют личностные и межличностные компетенции, навыки создания объектов, процессов и систем? Стандарт 4 CDIO «Введение в инженерную деятельность» Насколько эффективно вводный курс создает представление об инженерной практике применения навыков создания объектов, процессов и систем и знакомит с основными личностными и межличностными компетенциями? Стандарт 5 CDIO «Опыт ведения проектно-внедренческой деятельности» Включает ли учебный план два или более проекта, предусматривающих получение опыта проектно-внедренческой деятельности, один на базовом уровне и один на продвинутом уровне? Преподавание и обучение Стандарт 7 CDIO «Интегрированное обучение» В какой степени опыт интегрированного обучения способствует формированию дисциплинарных знаний наряду с личностными и межличностными компетенциями и навыками создания объектов, процессов и систем? Стандарт 8 CDIO «Активные методы обучения» Каким образом методы активного и практического обучения способствуют достижению результатов программы в контексте CDIO? В какой степени методы преподавания и обучения основаны на подходах, способствующих активному участию студентов в процессах мышления и решения задач?

3 64

Образовательная среда Стандарт 6 CDIO «Рабочее пространство для инженерной деятельности» Имеют ли студенты доступ к современному инженерному программному обеспечению и лабораториям, которые способствуют усвоению знаний, навыков и личностных качеств, необходимых для создания объектов, процессов и систем? В какой степени рабочее пространство ориентировано на студентов, удобно в эксплуатации, безопасно, доступно и интерактивно? Оценка обучения Стандарт 11 CDIO «Оценка результатов обучения» Каким образом оценка освоения студентами личностных и межличностных компетенций, навыков создания объектов, процессов и систем, а также дисциплинарных знаний включена в программу? Каких результатов обучения достигают студенты? Повышение квалификации преподавателей Стандарт 9 CDIO «Совершенствование CDIO-компетенций преподавателей» Какие мероприятия позволяют повысить компетентность преподавателей в области личностных и межличностных компетенций, навыков создания объектов, процессов и систем Стандарт 10 CDIO «Совершенствование педагогических компетенций преподавателей» Какие мероприятия позволяют повысить педагогические компетенции преподавателей в области интегрированного обучения, использования активных методов обучения и оценки? Оценка программы Стандарт 12 CDIO «Оценка программы» Существует ли система оценки соответствия программы 12 стандартам CDIO? В какой степени осуществляется обратная связь со студентами, преподавателями и другими заинтересованными лицами в целях непрерывного совершенствования?

ступают средством реализации видения CDIO и изменения культуры инженерного образования. Для обеспечения качества программ необходимо ответить на основные оценочные вопросы. • Каким образом университеты могут оценить собственные усилия, организовать постоянное улучшение программы с применением стандартов CDIO и определить, 365

9. Оценка программы

Окончание табл. 9.1

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

в какой степени вложенные в программу ресурсы приносят желаемый результат? • Как руководители программ могут проследить продвижение разных программ на пути достижения требований стандартов и оценить влияние подхода CDIO на инженерное образование в мире? • Как руководители инженерных программ на региональном уровне могут подтвердить степень соответствия программы стандартам CDIO? • Как стандарты CDIO могут быть применены с целью аккредитации, которая позволит внутренним и внешним заинтересованным сторонам убедиться, что университет и инженерная программа соответствуют наивысшим стандартам качества [7]? Таким образом, для программ, созданных с применением подхода CDIO, критерии успеха сформулированы в виде стандартов CDIO. Программа считается успешной, если доказано наличие компонентов, предъявляемых в стандартах CDIO. Разные группы заинтересованных лиц особое внимание уделяют разным стандартам. Однако каждый из стандартов представляется важным как минимум для одной группы заинтересованных сторон. Далее в главе 9 будут приведены примеры документального подтверждения ответов на каждый из основных вопросов, лежащих в основе оценки программы, но прежде изучим методы сбора надежных и достоверных оценочных данных. МЕТОДЫ СБОРА ДАННЫХ И ОЦЕНКИ ПРОГРАММ После того как были сформулированы основные вопросы, необходимо понять, из каких источников можно брать оценочные данные и как сбор данных может быть реализован в условиях ограниченности ресурсов. Для эффективной оценки программы данные собираются разными методами и в разное время. Приведем примеры некоторых методов, активно используемых в действующих 3 66

Изучение документов В процессе применения стандартов CDIO рекомендуется на каждом этапе реформы фиксировать планы и мероприятия в виде документов. Развитие программы можно подтвердить, например, документами, фиксирующими миссию программы, результаты обучения, учебный план и рабочие программы дисциплин. Документальное описание аудиторного фонда, методов преподавания, обучения и оценки позволяет выявить лучшие практики и возможности для инновации. Данные, собираемые в процессе реализации программы, могут быть использованы для ее постоянного улучшения и усовершенствования. Отчеты по итогам оценки результатов обучения студентов и отдельных компонентов программы могут служить источником информации, на основе которой выносится решение об успешном достижении целей программы. В связи с необходимостью изучения документов возникает вопрос о создании и ведения архива. В программах CDIO архивные документы доступны для внутреннего пользования, но обычно не предоставляются лицам, не участвующим в реализации программы. Индивидуальные и групповые интервью Официальные документы, однако, не расскажут всей истории успеха программы. Сведения о влиянии программы на студентов и других заинтересованных лиц могут быть получены в ходе индивидуальных и групповых интервью, благодаря наличию открытых вопросов, требующих пояснений. Групповые интервью проводятся, например, со студентами Массачусетского технологического института в начале программы и повторно после ее завершения. Индивидуальные интервью с преподава367

9. Оценка программы

программах для оценки качества и разработки плана постоянного улучшения, в том числе обратимся к изучению документов, интервью, анкетированию, отчетам преподавателей и многолетнему исследованию.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

телями доказали свою эффективность для сбора данных о методах обучения и оценки в отдельных дисциплинах. Групповые интервью бывают, как правило, более информативны, чем индивидуальные, так как в процессе взаимодействия в группе возникают дополнительные вопросы и ответы [8]. В некоторых программах CDIO групповые интервью используются для оценки дисциплин. Для этого в конце семестра проходит заседание специальной комиссии, состоящей из студентов, преподавателей и менеджеров курсов. Групповые интервью также проводятся с основными заинтересованными лицами с целью собрать необходимые сведения для формулирования результатов обучения программы (см. пример в главе 3). Письменные опросы Письменные опросы состоят из привычного списка вопросов. Они могут быть более информативны, чем интервью, так как позволяют собрать большое количество информации от разных групп респондентов за один период времени. Большое число ответов также позволяет получить статистически достоверные данные. Анкеты могут распространяться лично, с использованием почтовой службы, в виде электронной рассылки или интерактивно [9]. Примерами анкетирования в программах CDIO могут служить опросы заинтересованных сторон при формулировании результатов обучения на основе CDIO Syllabus, оценивание преподавателей и дисциплин студентами и финальное анкетирование студентов последнего года обучения. Отчеты преподавателей Итоги преподавания, обучения и оценки в рамках отдельных дисциплин могут подводиться в виде заметок или отчетов преподавателей, которые обычно включают следующую информацию. • Планируемые результаты обучения и доказательства их достижения. 3 68

Индивидуальные отчеты могут также служить дополнительным источником информации об успешности всей программы. Для того чтобы обсудить отчеты и вопросы, касающиеся программы и преподавания, можно также организовать встречу преподавателей с руководителями программы или сотрудником кафедры, отвечающим за качество обучения. Преподаватели Массачусетского технологического института, которые готовят отчеты по итогам реализации дисциплин, начиная с 1999 г., считают, что основное значение этого мероприятия заключается в возможности проанализировать собственный опыт и записать предложения по улучшению, пока воспоминания о предыдущем семестре еще свежи в памяти. Практика подготовки отчетов преподавателями позволила значительным образом улучшить преподавание и обучение по программе [10]. Ежегодные сводные отчеты, подготовленные на основе индивидуальных отчетов преподавателей, также важный источник информации для региональных и национальных аккредитующих организаций. Оценка программы внешними экспертами Независимая оценка экспертами, не имеющими прямого отношения к программе, всегда полезна. Для проведения внешней оценки могут быть использованы вопросы, приведенные в табл. 9.1. В процессе подготовки к визиту экспертной комиссии преподаватели готовят отчетные материалы, в том числе: • план оценки программы; • описание программы; 369

9. Оценка программы

• Методы интеграции личностных и межличностных компетенций и навыков создания объектов, процессов и систем в дисциплину. • Доказательства эффективности используемых методов преподавания и оценки. • План по улучшению дисциплины.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

• отчет о самооценке, указывающий на сильные и слабые стороны программы и отвечающий на вопрос о соответствии программы стандартам; • дополнительную информацию по желанию заинтересованных лиц. Оценка программы внешними экспертами может проходить в форме региональной или национальной аккредитации, институциональной аккредитации, сертификации и аттестации профессиональными инженерными ассоциациями. Например, в Швеции программы аккредитуются Шведским национальным агентством по высшему образованию (см. описание последней аккредитации в примере 9.3). Многолетнее исследование В многолетнем исследовании данные собираются в группах респондентов в течение продолжительного периода времени. Респондентами многолетнего исследования могут стать студенты одного курса, которые несколько раз с регулярными промежутками отвечают на серию вопросов в течение обучения и после освоения программы. Многолетнее исследование также можно проводить среди студентов разных лет на определенном этапе освоения программы. Наиболее распространенные методы сбора данных для многолетних исследований — интервью и анкетирование. В Университете Линчёпинга, например, многолетнее исследование проводится для изучения ожиданий и уровня удовлетворенности студентов программой «Прикладная физика и электротехника». При этом исследование начинается в момент поступления на программу и заканчивается в период подготовки выпускной квалификационной работы (пример 9.1). ОЦЕНКА ПРОГРАММЫ НА СООТВЕТСТВИЕ СТАНДАРТАМ CDIO Готовясь к оценке программы, важно помнить о четырех вопросах, позволяющих собрать убедительные оценочные данные. 3 70

После того как надежные и достоверные данные собраны и проанализированы, результаты могут быть представлены таким образом, чтобы ответить на основные оценочные вопросы, сформулированные ранее. Как и в большинстве «сужденческих» моделей оценки, подтверждение продвижения программы к соответствию стандартам CDIO производится через самооценку. Каждый стандарт CDIO сопровождается шестибалльной шкалой (рубрикой) для оценки уровня соответствия стандарту. Общая модель рубрики по самооценке приводится в табл. 9.2. Рубрики разработаны с тем, чтобы способствовать планированию и применению стандартов в разных формах. Таблица 9.2. Общая модель рубрики по самооценке программы Оценка

Критерий

5

Доказательство выполнения требований стандарта регулярно пересматривается и используется для внесения улучшений

4

Существует документированное доказательство полного внедрения и влияния требований стандарта на отдельные компоненты программы

3

Выполнение плана по приведению в соответствие всех компонентов программы требованиям стандарта ожидается в ближайшем будущем

2

Разработан план по приведению в соответствие с требованиями стандарта

1

Существует потребность в принятии требований стандарта, и проводятся соответствующие мероприятия

0

Отсутствует документированный план или не проводятся мероприятия, относящиеся к стандарту

371

9. Оценка программы

• Каковы критерии успеха для каждого компонента, т.е. в чем заключается положительный опыт? • Чем можно подтвердить, что программа успешно реализуется во всех компонентах? • Что может убедить заинтересованные стороны? • Как правильно представить данные для разных групп заинтересованных сторон?

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Общая модель рубрики по самооценке адаптируется к каждому из 12 стандартов CDIO. В табл. 9.3 в качестве примера приводится рубрика по самооценке стандарта 5 CDIO «Опыт ведения проектно-внедренческой деятельности». Полная версия стандартов CDIO 2.0, включая рубрики по самооценке, представлена в приложении.

Таблица 9.3. Рубрика по самооценке уровня соответствия стандарту 5 CDIO «Опыт ведения проектно-внедренческой деятельности» Оценка

Критерий

5

Проектно-внедренческая деятельность регулярно подвергается оценке и пересмотру на основе обратной связи со студентами, преподавателями и другими заинтересованными сторонами

4

Имеется документальное подтверждение того, что студенты достигли результатов обучения, планируемых в рамках проектно-внедренческой деятельности

3

Реализуются по меньшей мере два проекта, предусматривающих получение опыта проектно-внедренческой деятельности, при этом уровень сложности проектов повышается

2

Имеется план разработать проекты, предусматривающие получение опыта проектно-внедренческой деятельности на базовом и продвинутом уровнях

1

Выполнен анализ потребностей для определения возможностей включения в учебный план проектов, предусматривающих получение опыта проектно-внедренческой деятельности

0

Образовательная программа не предусматривает получения опыта проектно-внедренческой деятельности

Помимо выставления оценки в цифровой форме, по каждому критерию также предъявляются доказательства, на основании которых цифровая оценка была получена. В табл. 9.4 приводятся реальные примеры описаний доказательств, подтверждающих соответствие программы стандарту 5 CDIO «Опыт ведения проектно-внедренческой деятельности». Первоначально университеты, принимавшие участие в разработке подхода CDIO, скептиче3 72

Оценка

Пример доказательства

5

Обратная связь используется для определения необходимости пересмотра содержания или организации междисциплинарных практико-ориентированных проектов с целью улучшения обучения студентов

4

Помимо оценки навыков проектирования, создания и применения во всех дисциплинах, направленных на их формирование, существует компетентностный модуль, в котором оцениваются личностные и коммуникативные компетенции, знания этики и норм, а также навыки проведения презентаций и ведения проектов

3

Один базовый проект, предусматривающий получение опыта проектно-внедренческой деятельности, реализуется на первом курсе, проект промежуточного уровня сложности выполняется на втором курсе и несколько проектов высокого уровня сложности выполняются на четвертом и пятом курсе

2

Имеется план разработать вводный проект, предусматривающий получение опыта проектно-внедренческой деятельности, для всех студентов первого курса.

1

Мы убедились в необходимости проекта, предусматривающего получение опыта проектно-внедренческой деятельности на младших курсах

0

Образовательная программа не предусматривает получения опыта проектно-внедренческой деятельности

ски отнеслись к возможности сравнения оценок разных вузов из-за субъективности, присущей процессу самооценки. Они считали, что основная ценность самооценки программы заключается в ее использовании с целью постоянного улучшения. Несмотря на наличие сомнений, несколько университетов из разных стран мира, реализующих программы CDIO, все же согласились принять участие в регулярной сравнительной оценке результатов самообследования. Целью исследования было установить воздействие подхода CDIO на мировое инженерное образование [11]. 373

9. Оценка программы

Таблица 9.4. Примеры формулировок доказательств, подтверждающих соответствие программы стандарту 5 CDIO «Опыт ведения проектно-внедренческой деятельности»

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Результаты исследования показали, что основной фактор, влияющий на оценку по результатам самообследования, — количество лет, в течение которых проводится реформа. На рис. 9.2 приводятся средние данные по программам, применяющим подход CDIO в течение 2 лет и менее, от 3 до 4 лет и более 5 лет. Самооценка программ на соответствие стандартам CDIO позволила выявить следующие тенденции. • Проектно-внедренческой деятельности (стандарт 5 CDIO) и рабочему пространству для инженерной деятельности (стандарт 6 CDIO) уделяется повышенное внимание на первых этапах реформы. • Новые методы преподавания, обучения и оценки (стандарты 8 и 11 CDIO) применяются после второго или третьего года проведения реформы. • Несмотря на то что результаты обучения по программе (стандарт 2 CDIO) и учебный план (стандарт 3 CDIO) пересматриваются на начальном этапе, только на пятом году реформы программы выполняются все требования этих стандартов. • Хотя оценка программ CDIO начинается вместе с реформой, необходимо несколько лет, чтобы внедрить комплексную систему оценки (стандарт 12 CDIO). Подводя итоги самооценки и анализируя общие тенденции в программах CDIO разных стран, можно выделить компоненты образовательных программ, в которых сотрудничество вузов будет способствовать постоянному улучшению инженерного образования. ПРОЦЕСС ПОСТОЯННОГО УЛУЧШЕНИЯ ПРОГРАММЫ Помимо подтверждения развития и статуса программы, самооценка соответствия стандартам CDIO позволяет планировать мероприятия, направленные на постоянное улучшение. Стандарты, относящиеся к входным и выходным данным или процессам, используются для выявления компонентов программы, которые реализуются не пол3 74

375

Ст. 2

2 года и менее

Ст. 1 Ст. 3

Ст. 5

3 или 4 года

Ст. 4

Ст. 7 5 лет и менее

Ст. 6

Ст. 8

Ст. 10

Ст. 11

Ст. 12 Средняя оценка по всем вузам

Ст. 9

9. Оценка программы

Рис. 9.2. Результаты самооценки уровня соответствия стандартам CDIO в зависимости от срока применения подхода CDIO

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

Средняя оценка по шкале от 0 (низкая) до 5 (высокая) 5,0

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

ностью или недостаточно качественно. Процесс постоянного улучшения программы, продемонстрированный на рис. 9.3, включает четыре этапа: входные данные, процессы, выходные данные и улучшение. На этапе оценки входных данных программы анализируются миссия, цели, назначение, достаточность ресурсов и квалификация преподавателей и прочего персонала, задействованного в реализации программы. Оценка процессов подразумевает анализ эффективности и результативности разных процессов программы, в том числе преподавания, консультирования, оценки результатов обучения студентов и прочих. На этапе выходных данных основное внимание уделяется оценке результатов, касающихся качества подготовки студентов и воздействия программы на заинтересованные стороны, общество и профессиональные отрасли. Процесс, однако, не может считаться законченным, пока результаты трех этапов оценки не будут использованы для улучшения программы. Цикл постоянного улучшения непрерывно повторяется от сбора и анализа данных до улучшения программы на основе полученных результатов.

ВХОДЯЩИЕ ДАННЫЕ Цели, ресурсы и планируемые мероприятия программы УЛУЧШЕНИЕ Применение результатов

Программа

ПРИМЕНЕНИЕ Реальные мероприятия программы — участие и восприятие

ВОЗДЕЙСТВИЕ Результаты программы

Рис. 9.3. Процесс постоянного улучшения программы

3 76

ПРИМЕР 9.1. МНОГОЛЕТНЯЯ ОЦЕНКА ПРОГРАММЫ В УНИВЕРСИТЕТЕ ЛИНЧЁПИНГА Совет программы «Прикладная физика и электротехника» Университета Линчёпинга (программы Y) инициировал проведение многолетнего исследования с целью выявить: • ожидания студентов в начале обучения на программе Y, • мнение студентов относительно учебного плана и образовательной среды на разных этапах обучения, • каким образом программа подготовила студентов к профессиональной карьере. Результаты исследования представили большой интерес и значение для дальнейшего развития учебного плана и программы. Методы исследования. • Анкетирование всех студентов каждого курса: дважды на первом году обучения, один раз в год на 2–5 курсах и завершающее анкетирование после получения дипломов. • Интервью с десятью студентами (пятью юношами и пятью девушками) из каждого курса. Интервью проводилось с одними и теми же студентами дважды на первом курсе и один раз в год в период обучения на 2–5 курсах. • Телефонные интервью со студентами через год после окончания университета. • Интервью с преподавателями.

377

9. Оценка программы

Использование оценочных данных для постоянного улучшения и принятия решения может быть проиллюстрировано многолетним исследованием, проведенным Университетом Линчёпинга [12]. Данное исследование проводилось с целью собрать надежные и достоверные данные о программе «Прикладная физика и электротехника» и использовать их для того, чтобы повысить привлекательность программы для студентов.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Результаты исследования регулярно анализировались советом программы, что явилось причиной улучшения программы Y по ряду показателей, в том числе привлечению и сохранению на программе большего количества студентов из недостаточно представленных групп населения. Отчеты и статьи по итогам исследования были опубликованы на официальном сайте программы Y. Описывая результаты исследования, необходимо иметь в виду, что результаты образовательной программы не могут быть спрогнозированы исходя исключительно из целей программы, предпосылок или намерений студентов, так как они зависят от комплекса индивидуальных, программных и политических факторов. В ходе исследования было отмечено, что каждый набор студентов отличается собственным опытом, в связи с чем цели программы воспринимаются ими по-разному. Результаты программы должны рассматриваться в контексте времени и ситуации с учетом запланированных и незапланированных действий.

Э. ЭДВАРДССОН-СТИВНЕ, УНИВЕРСИТЕТ ЛИНЧЁПИНГА ОБЩЕЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ПРОГРАММ CDIO Как объяснялось в главах 1 и 2, очевидная общая цель подхода CDIO — улучшение образования студентов инженерных вузов. Очевидная цель подхода CDIO формулируется как «подготовить выпускников, способных: • применять базовые технические знания в практической деятельности; • руководить процессом создания и эксплуатации новых объектов, процессов и систем; • понимать важность и последствия воздействия научного и технического прогресса на общество». Косвенно подход также направлен на увеличение количества профессиональных инженеров путем создания эффективных образовательных программ, более привле3 78

Предварительные результаты программ CDIO Университеты — партнеры инициативы CDIO в течение нескольких лет собирали и анализировали данные, пытаясь ответить на оценочные вопросы, заданные в начале главы. Благодаря применению многочисленных методов сбора данных нами были выявлены следующие предварительные результаты оценки входных данных и процессов. • Отчеты по самооценке показали, что во многих программах начались или уже завершились процессы пересмотра учебного плана, оценки навыков студентов и повышения квалификации преподавателей. • Отчеты по самооценки и посещение университетов показали значительное увеличение количества и высокую степень участия студентов в проектно-внедренческой деятельности и в использовании рабочего пространства для инженерной деятельности. 379

9. Оценка программы

кательных, способных заинтересовать и сохранить студентов в университете и профессии. В процессе оценки программы на основе стандартов собираются доказательства общего успеха программы в достижении целей подхода CDIO и более широкого воздействия инженерных образовательных программ на заинтересованные стороны. Так же как стандарты используются для оценки входных данных, процессов, выходных данных и воздействия отдельной программы, оценка программ применяется для анализа степени достижения прямой и косвенной целей подхода CDIO. Принимая во внимание большой период времени, необходимый для развития программы с применением подхода CDIO (начиная от формулирования миссии до создания входных данных, процессов и результатов обучения студентов), сейчас еще слишком рано говорить об общем воздействии программ CDIO на заинтересованные стороны. Однако некоторые предварительные результаты уже имеются.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

• Результаты оценки дисциплин и отчеты преподавателей показали, что преподаватели используют большое разнообразие методов преподавания и оценки. • Оценочные средства позволяют документально зафиксировать постоянное продвижение к полному соответствию стандартам, касающимся входных данных и процессов. Предварительные данные также доказывают, что программы достигают цели повышения качества образования, привлечения и удержания студентов в профессии. • Отчеты по самооценке показали, что в программах, ставших объектом исследования, модель 4П включена как контекст образования в миссии программ, а также что формулирование результатов обучения проводилось с учетом результатов анкетирования заинтересованных лиц. • Ежегодные опросы выпускников показали, что они полностью усваивают планируемые знания и навыки в процессе обучения. • Отчеты студентов показали высокую степень их удовлетворенности опытом проектно-внедренческой деятельности и рабочего пространства. • Доказательств снижения уровня базовых технических знаний или навыков студентов, вызванного или ставшего результатом интеграции личностных и межличностных компетенций и навыков создания объектов, процессов и систем, выявлено не было. • Многолетнее исследование показало повышение конкурса на программы, снижение отсева (особенно среди студентов из недостаточно представленных групп населения) и повышение уровня удовлетворенности студентов обучением. Подробнее этот вид исследования описан в примере 9.2. • Оценка самодостаточности студентов позволяет определить их продвижение к обретению некоторых личностных и межличностных компетенций. Пример разработки и применения методов исследования самодостаточности студентов приводится ниже. 3 80

В ИСПОЛЬЗОВАНИИ НЕКОТОРЫХ ЛИЧНОСТНЫХ И МЕЖЛИЧНОСТНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ

Самодостаточность или уверенность в способности самостоятельно выполнить ряд конкретных задач — важный показатель постоянного стремления к цели во всех сферах человеческой жизни, включая выбор профессии в подростковом возрасте. Например, самодостаточность в математике — определяющий фактор, объясняющий, кто из 15-летних школьников выберет специальность в области науки и техники. Таким же образом самодостаточность в инженерных дисциплинах определяет уровень отсева среди студентов технических вузов. Поскольку самодостаточность непосредственно зависит от успешного выполнения заданий в разных областях, она является важным средством оценки проектного обучения и подхода CDIO, в котором большое внимание уделяется профессиональной практике. Примеры использования CDIO Syllabus для формулировки заданий 3.0. Межличностные компетенции: работа в команде и коммуникация 3.1. Работа в команде 3.1.2. Работа в команде Цели и повестка дня

Организовать процесс, результатом которого станут четко сформулированные цели, с которыми будут согласны все члены команды

Планирование и проведение эффективных встреч

Предложить членам команды следовать правилам проведения встреч

4. Планирование, проектирование, производство и применение систем в контексте предприятия, общества и окружающей среды 4.4. Проектирование 4.4.1. Процесс проектирования Оптимизация при Разработать проект системы в рамках наличии ограничений имеющегося бюджета Поэтапная отладка

Закончив первый проект, сократить его сложность и стоимость

381

9. Оценка программы

ПРИМЕР 9.2. САМОДОСТАТОЧНОСТЬ СТУДЕНТОВ

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Наилучший способ оценки самодостаточности — оценка четко сформулированных утверждений, которые относятся к определенным областям. При формулировании утверждений для оценки самодостаточности удобно использовать CDIO Syllabus, поскольку его иерархическая структура определяет уровни квалификации в определенных областях. Например, на четвертом уровне CDIO Syllabus в пункте 3.1 категории «Межличностные навыки» определяются компетенции, относящиеся к умению работать в команде: Цели и повестка дня и Планирование и проведение эффективных встреч. При формулировании утверждений для оценки самодостаточности необходимо правильно определить уровень усвоения каждого навыка. Так, в таблице приводятся примеры формулировок, которые используются для оценки самодостаточности студентов первого и второго курсов. Студентов первого курса просили оценить, насколько они уверены в своей способности «организовать процесс, результатом которого станут четко сформулированные цели, с которыми будут согласны все члены команды» и «предложить членам команды следовать правилам проведения встреч». Во втором примере приводятся утверждения для оценки самодостаточности, сформулированные для категории 4.4 «Проектирование» CDIO Syllabus. Пункт 4.4.1 «Процесс проектирования» включает умение студентов создавать оптимальные проекты при наличии ограничений и затем поэтапно отлаживать проект до тех пор, пока он не будет соответствовать всем требованиям. Необходимо отметить, что предлагаемые утверждения не относятся к какой-либо конкретной инженерной дисциплине и могут быть применены ко всем студентам бакалаврских программ для оценки их продвижения к достижению результатов обучения CDIO. Этот метод оценки также позволяет сравнить результаты студентов в разных дисциплинах. Исследование нескольких проектно-организованных инженерных дисциплин, реализуемых в первом году обучения, показало, что дисциплины, включающие элементы профессиональной практики, повышают самодостаточность. Одно из исследований также показало,

3 82

В.А. ЛУКАС, МАССАЧУСЕТСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ Оценка результатов обучения и общего воздействия В стандартах CDIO особое внимание уделяется входным данным, процессам и результатам и нет прямого упоминания сложного для измерения долговременного воздействия на заинтересованные стороны, которое требует многолетнего сбора данных. Однако оценка программ CDIO может затрагивать планы студентов на будущее и выбор профессии после окончания университета. Это позволяет выявить смену установок и отношения к профессиональной карьере, которое имеет общее долговременное воздействие. По истечении нескольких лет анкетирование выпускников может быть также использовано для выявления их вклада в разные инженерные области и воздействия программы на местную, национальную и международную промышленность. С другой стороны, воздействие можно также оценить, проанализировав широту распространения подхода CDIO. Стандарты CDIO применяются для оценки программ в области науки и техники в десяти университетах Швеции. Ниже приводится пример применения стандартов CDIO Шведским национальным агентством по высшему образованию (Högskoleverket) для оценки программ в 2005 г. (пример 9.3) [13]. Результаты оценки программ и их последующий анализ позволили сделать вывод о возможности широкого применения стандартов CDIO для определения путей улучшения программ.

ПРИМЕР 9.3. ОЦЕНКА ПРОГРАММ С ПРИМЕНЕНИЕМ CDIO ШВЕДСКИМ НАЦИОНАЛЬНЫМ АГЕНТСТВОМ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ (HÖGSKOLEVERKET)

СТАНДАРТОВ

Шведское национальное агентство по высшему образованию — государственный орган, отвечающий за

383

9. Оценка программы

что вероятность выбора инженерной специальности и сохранения в профессии зависит от уровня самодостаточности в выполнении инженерных заданий.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

оценку качества высшего образования в Швеции. Оценка дисциплин и программ высшего образования проводится агентством один раз в шесть лет. Агентство также дает разрешение на открытие новой программы бакалаврского, магистерского и докторского уровней. В 2005 г. агентство проводило оценку программ, ведущих к присвоению квалификации «инженер-строитель» (civil ingenjör). Это интегрированные программы, продолжительностью 5 лет (ранее 4,5 года), по окончании которых присваивается степень, примерно эквивалентная степени магистра наук (Master of Science) или дипломированного инженера (Diplom-Ingenieur). На сегодняшний день существует около 100 таких программ, предлагаемых в 10 университетах Швеции в разных областях знаний, в том числе инженерной физике, машиностроении, информационных технологиях и промышленном строительстве. Оценка включает обследование программы и вуза. В 2005 г. было принято решение расширить процедуру за счет обследования отдельных компонентов программы с тем, чтобы: • собрать дополнительные данные и получить комплексную оценку университета и программы; • предоставить оценочной комиссии дополнительный инструмент для анализа и оценки; • предоставить университетам инструмент для проведения мероприятий постоянного улучшения программ. С этой целью было принято решение применить стандарты CDIO, которые были адаптированы к ситуации. После завершения самооценки, руководителей программ попросили проанализировать полезность стандартов CDIO для оценки программы. Результаты оценки и интервью с руководителями программ показали, что стандарты CDIO удобны для оценки и могут быть применены к программам разных направлений, а применение стандартов может повысить качество образования. Результаты анализа также показали, что основное преимущество стандартов CDIO в том,

3 84

Й. МАЛМКВИСТ, К. ЭДСТРОМ, С. ОСТЛУНД, С. ГУННАРССОН Как было указано выше, в результате оценки программы на основе стандартов CDIO не всегда формируется целостное представление о программе. В таком случае дополнительные сведения могут быть получены в ходе других оценочных мероприятий, как это было сделано в Швеции. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Стандарты CDIO удобны для оценки и реформирования программ по нескольким причинам. Они основаны на потребностях, целях и подходах CDIO и были сформулированы в результате научных исследований и изучения лучших практик. Они могут быть использованы при формулировании основных вопросов для оценки входных данных, процессов и результатов программ. Стандарты применимы к программам разных направлений подготовки, разным вузам и в разных академических культурах. Процесс самооценки может проводиться регулярно и привести к постоянному улучшению программы. Стандарты могут также быть использованы для разработки новой программы. Несмотря на то что стандарты CDIO не являются общим средством оценки программ, они обращают внимание на особые характеристики инженерного образования, реализуемого в контексте планирования, проектирования, производства и применения. Оценочные вопросы и рубрики по самооценке позволяют оценить текущий статус программы и определить необ385

9. Оценка программы

что они способствуют систематическому развитию программ. Существовавшее сомнение, что особое внимание к личностным и межличностным компетенциям и навыкам создания объектов, процессов и систем может привести к снижению значимости дисциплинарных знаний и инженерных исследований, было устранено за счет включения дополнительных вопросов и оценочных инструментов.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

ходимость мер по улучшению, спланировать реформу и провести сравнительный анализ программ разных вузов по всему миру. Однако существует несколько ограничений для оценки программ на основе стандартов CDIO. Основная сложность заключается в необходимости применения нескольких методов сбора данных от студентов, преподавателей, руководителей программы, выпускников и других заинтересованных лиц, чтобы в полной мере оценить результаты обучения, и фиксировании процесса постоянного улучшения как результата оценки программы в виде сопутствующих документов. Во многих программах собирается огромное количество данных. Тем не менее трудность возникает на этапе анализа имеющихся сведений и подведения итогов, которые могут быть использованы для принятия решений. В некоторых программах оценка на основе стандартов CDIO проводится уже на протяжении более десяти лет. В других программах оценка предваряет реформу образования, позволяя сформировать общее представление о том, какой будет программа через два года или пять лет. Впервые стандарты CDIO были применены в качестве элемента государственной оценки в Швеции. Стандарты CDIO также совместимы с критериями национальных аккредитующих организаций Соединенных Штатов, Канады, Великобритании и Южно-Африканской Республики. Уделяя особое внимание постоянному улучшению программ, оценка программы на основе стандартов CDIO способствует получению аккредитации. В предыдущих главах мы тщательно проанализировали ключевые особенности программ CDIO, причины и этапы проектирования и развития подхода CDIO, методы применения подхода и средства оценки программ. Мы также изучили примеры реализации подхода на этапах планирования, внедрения и оценки. В последних главах мы вновь обратимся к историческому контексту реформы инженерного образования и рассмотрим наиболее вероятные сценарии развития инженерных образовательных программ. 3 86

1. Как можно использовать стандарты CDIO для оценки ваших программ? 2. Какими сведениями и данными вы руководствуетесь, принимая решения, касающиеся инженерных программ? 3. Как вы используете результаты оценки программы для улучшения учебного плана, преподавания и обучения, образовательного пространства и повышения уровня удовлетворенности у студентов и сотрудников ваших программ? 4. Каковы будут основные результаты реализации программ CDIO в вашем университете? ЛИТЕРАТУРА 1. Fitzpatrick J.L., Sanders J.R., Worthen B.R. Program evaluation: Alternative approaches and practical guidelines. 4th ed. Upper Saddle River (NJ): Prentice Hall, 2010. 2. Gray P.J., Patil A., Codner G. The background of quality assurance in higher education and engineering education // Engineering education quality assurance: A global perspective / ed. by A.S. Patil, P.J. Gray. N.Y.: Springer, 2009. P. 3–25. 3. Kaplan R.S., Norton D.P. Alignment: Using the balanced scorecard to create corporate synergies. Cambridge (MA): Harvard Business School Press, 2006. 4. Stake R. Standards-based and responsive evaluation. Thousand Oaks (CA): Sage Publications, 2003. 5. Weiss C.H. Evaluation. 2d ed. Upper Saddle River (NJ): PrenticeHall, 1997. 6. Royse D., Thyer B.A., Padgett D.K. Program evaluation: An introduction. 5th ed. Belmont (CA): Wadsworth, 2009. 7. Gray P.J. CDIO standards and quality assurance: From application to accreditation // Proceedings of the 7th International CDIO Conference. Copenhagen, Denmark, June 2011. Available at . Accessed January 8, 2014. 8. Krueger R.A., Casey M.A. Focus groups: A practical guide for applied research. 4th ed. Thousand Oaks (CA): Sage Publications, 2008.

387

9. Оценка программы

ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

9. Bradburn N., Sudman S., Wansink B. Asking questions: The definitive guide to questionnaire design (rev ed.). San Francisco (CA): Jossey-Bass, 2004. 10. Massachusetts Institute of Technology, Department of Aeronautics and Astronautics, internal reports. 11. Gray P.J. CDIO collaborator survey 2008 // Proceedings of the 6th International CDIO Conference, Singapore, June 2009. Available at . Accessed January 8, 2014. 12. Stiwne E.E., Jungert T. Engineering students’ experiences of the transition from study to work // Proceedings of the 3rd International CDIO Conference, MIT. Cambridge (MA), June 2007. Available at . Accessed January 8, 2014. 13. Malmqvist J., Sadurskis A. Quality assurance of engineering education in Sweden // Engineering education quality assurance: A global perspective / ed. by A.S. Patil, P.J. Gray. N.Y.: Springer, 2009.

3 88

10. ИСТОРИЯ СТАНОВЛЕНИЯ ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ 8

ВВЕДЕНИЕ Начиная реформу инженерного образования, важно понимать ее исторический контекст. На протяжении более 150 лет образовательные учреждения играли ключевую роль в формировании профессиональных навыков и личностей инженеров. За это время подходы к инженерному образованию не раз становились предметом обсуждений и споров. Многочисленные перемены произошли как в организации инженерного образования, так и в вопросах взаимодействия образования и науки. Революционные изменения также коснулись области техники и технологий. Несмотря на это, и особенно в свете полемики, возникшей вокруг роли инженерного образования в конце 1960-х годов, технические вузы на удивление долго оставались стабильны с точки зрения структурной организации и содержания инженерных программ. За несколько десятилетий образовательные программы и педагогические подходы к инженерному образованию претерпели лишь незначительные изменения, в основном касающиеся увеличения содержания обучения и распределения академической нагрузки. В начале 1990-х годов совместными усилиями Соединенных Штатов и Европы был поднят вопрос о дееспособности инженерного образования после Второй мировой войны. Основная проблема заключалась в недостаточности практического опыта у современных инженеров, низкой востребованности получаемых научных знаний в промышленности и аналитическом характере квалификации, присуждаемой по окончании инженерных программ, которая не соответствовала представлению об инженере как о творческой личности, новаторе и создателе технологий будущего. Уделяя основное внимание 8

Эта глава написана в соавторстве с Ульриком Йоргенсеном.

389

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

науке и предметным знаниям, инженерное образование превратилось в систему для подготовки технически подкованных рабочих. В то же время многие считали, что инженерному образованию не хватает знаний и широкого инновационного потенциала для подготовки творческих инженеров, способных успешно работать в условиях технического прогресса. Для устранения выявленных противоречий появилось сразу несколько инициатив, целью которых стало реформирование инженерного образования. Одни из них обращены к структуре образовательных программ и методам обучения, в то время как другие стремятся создать совершенно новые инженерные программы с использованием новейших технологий. Появились также попытки объединить технические дисциплины с менеджментом, коммерческой и организационной деятельностью, а также акцентировать творческий и проектный характер инженерной практики. Многие проекты получили грантовую поддержку от государственных организаций, какой, например, является Национальный научный фонд США. Другие возникли в результате Болонского процесса, целью которого было провозглашено создание единой системы образования в Европе. В то время как большинство реформ не выходят за рамки местного, регионального или национального уровня, инициатива CDIO обладает многонациональным характером, опирается на открытые ресурсы и широкую комплексную методику. В современном мире напряжение, существующее в инженерном образовании, возникает во многом из-за разнообразия современных технологий, так как их применение на благо общества требует все большей специализации инженерного образования. Это разнообразие стало помехой для четкого понимания компетенции современного инженера. Оно также подвергло риску ощущение единства, своеобразия и нормативности профессиональной подготовки в технических вузах. Несмотря на сложность и многочисленность технологий, организационное единство, проявляющееся в общей базовой части инженерного образования, до сих пор сохранялось в профессиональной деятельности и ведущих технических 3 90

391

10. История становления инженерного образования

вузах. Тем не менее формирование собственного имиджа университета и единообразие образа инженера стали серьезными проблемами, к которым стоит обратиться как с исторической точки зрения, так и в контексте современных реформ. Своеобразие инженерной деятельности играет ключевую роль в реформировании образования. На необходимость проведения реформ в области инженерного образования обращают внимание многие эксперты [1, 2]. В то же время некоторые критики уверенно заявляют об успехах инженерной деятельности в современном мире и ратуют за сохранение традиций в техническом образовании, основанном на научных достижениях [3]. Они считают, что в технических и естественных науках существует совершенно разное понимание знания [4]. Результаты их исследований опровергают общее представление о технических науках как о прикладных науках. Однако они игнорируют такую важную проблему, как зависимость технологий от запросов общества. Даже технические вузы и профессиональные организации согласились с тем, что существует близкая связь между наукой и техникой, заявляя, что естественные науки составляют основу инженерной деятельности. На современном этапе границы между естественными и техническими науками размыты и большое распространение получают технонауки, подчеркивающие взаимосвязь между современной наукой и технологией, каждая из которых выполняет важную функцию [5]. В новых подходах признается роль технологий в научных достижениях, благодаря чему меняется представление о природе и технологии. Основной вопрос заключается в том, потребуют ли проблемы, поднимаемые экспертами, радикальных реформ, или они разрешатся самостоятельно, как это уже много раз случалось ранее. Сегодня мнение о том, что изменения и инновации опираются на технологию, не подвергается такой массовой критике, как в 1970-х годах. В то же время кризис проявляется в самой инженерной практике, что говорит о проблемах в понимании и использовании технологии, а также о неудовлетворенных запросах промышленности и общества, провоцирующих проведение реформы.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Цель главы 10 — вписать подход CDIO в исторический контекст и проследить возникновение напряжения в инженерной деятельности, организационные изменения в вузах, формирование собственного имиджа университета и развитие технологий, которые стали условиями реализации современного инженерного образования. Мы стремимся не описать эволюцию инженерного образования, которая привела к созданию подхода CDIO, а показать сложность исторического контекста. В первой части мы обратимся к возникновению гражданского инженерного образования и приведем примеры национальных моделей, в которых проявляется разное восприятие инженера и его места в обществе. В следующей части обратимся к роли инженерной деятельности в развитии промышленности и общества, создавшей предпосылки для возникновения классических инженерных специальностей, позволивших стандартизировать инженерные отрасли во всем мире. В третьей части рассмотрим становление инженерной науки после Второй мировой войны, когда многочисленные инженерные отрасли дополнили традиционные естественно-научные области. Мы обсудим теоретизацию инженерного образования в последние десятилетия в связи со снижением потребности в квалифицированных технических специалистах и рабочих, которыми становилось большинство выпускников инженерных программ. Далее от обсуждения причин резкого увеличения количества новых инженерных дисциплин, вузов и программ перейдем к анализу инженерной образовательной программы будущего. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ГЛАВЫ Цели главы 10: • описать исторические изменения и особенности инженерного образования в разных вузах; • обсудить вопрос включения инженерной практики в образование; • проанализировать вклад инженерного образования в формирование образа инженера; 3 92

ЗАРОЖДЕНИЕ ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Напряжение между теорией и практикой сопровождает инженерное образование со времени его официального зарождения в XIX веке. Американские ученые любят использовать метафору качающегося маятника, чтобы показать смену приоритетов от практики до теории, определяющих направление его развития [6]. При более тщательном изучении вопроса выявляется целый спектр подходов к образованию, реализующихся в разных инженерных школах и технических университетах, которые варьируются от образования практического, компетентностного, ремесленно-технического до науко-ориентированного. Идея качающегося маятника относится также и к образовательным учреждениям, имеющим противоположные представления и концепции, которые, например, долгое время сохранялись в некоторых европейских странах. Инженерные профессии возникли в XIX веке, когда из военного строительства, занимающегося созданием вооружений, укреплений и инфраструктуры, выделилось гражданское строительство [3]. Рабочим первых предприятий гражданской промышленности были необходимы практические навыки и ремесленное мастерство, что привело к появлению технических школ. С другой стороны, инженерная деятельность требовала технического развития и применения системных и аналитических подходов, что наиболее емко отражено во французском понятии polytechnique [7]. Эта идея получила развитие и 393

10. История становления инженерного образования

• объяснить причины проведения реформ в последнее время; • проанализировать противоречие между подходом к решению задач, применяемым в технических науках, и включением естественно-научных дисциплин в базовую часть инженерного учебного плана; • вдохновить на применение новых способов формирования инженерных компетенций у студентов.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

прибрела новое звучание в 1792 г., когда была основана Политехническая школа (Ecole Polytechnique), ознаменовав своим появлением новую эпоху гражданского инженерного образования. Новое видение распространилось по Европе и США в первой половине XIX века и привело к открытию учреждений высшего образования нового типа. Одновременно значительные изменения претерпевали военные школы, такие как военная академия Вест-Пойнт (West Point) в США, которые оказались под влиянием идеи политехнического образования. Наличие практических и теоретических подходов привело к разделению образовательных учреждений в США и Европе на инженернотехнические и инженерные. Инженерная профессия, которая сегодня кажется однородной и хорошо признаваемой во всем мире, имеет сложное и конфликтное прошлое. Для полного понимания современного положения необходимо обратиться к эволюции инженерного образования во Франции, Северной Европе, Великобритании и Соединенных Штатах. Инженерное образование во Франции Во Франции инженерные учреждения развивались в соответствии со структурой французских правительственных организаций и промышленных компаний [8]. Вдохновенные идеей политехнического образования, grande écoles (высшие школы) стояли у руля государственного образования во Франции, определяя стандарты подготовки инженеров. Помимо работы в государственных организациях, инженеры участвовали в создании новой инфраструктуры растущих городов и промышленных предприятий, которым были нужны транспорт, энергия и коммуникация. В сложившемся контексте технические науки рассматривались как прикладные, а математическая теория и общенаучные принципы были призваны стать основой для развития технологий и перехода от практического опыта к более высокой форме практического знания. С появлением новых секторов промышленного значения создавались новые инженерные школы (горные, ма3 94

Инженерное образование в Северной Европе В Северной Европе доминируют две модели инженерного образования. Одна из моделей реализуется в университетах прикладных наук (fachhochshulen) и представляет собой практическое обучение под руководством квалифицированных рабочих, нанятых на промышленных предприятиях и в небольших ремесленных компаниях. Эта модель, возникшая в конце XIX века на базе технических школ, позволила расширить навыки рабочих, которыми становились их выпускники, путем дополнения практической ремесленной подготовки различными теоретическими предметами, начиная от черчения и заканчивая дифференциальными и интегральными исчислениями [9]. Вторая модель, академическое инженерное образование университетского типа, как правило, отличающееся от естественно-научного образования менее очевидной ориентацией на усвоение теоретических знаний, возникла в так называемых технических университетах (technische hochshulen, со второй половины XX века — technical universities). Учреждения второго типа появились в Германии и Скандинавских странах, что обусловлено некоторыми историческими предпосылками. Причинами формирования двух моделей стали крепкие ремесленные традиции и разные миссии высших учебных заведений каждого типа, в основе которых лежат разные пути развития профессиональной карьеры выпускников: один путь предлагается инженерам, обладающим практическими навыками, и другой путь — инженерам, поступившим в вузы сразу после окончания средней школы и имеющим академическую подготовку. 395

10. История становления инженерного образования

шиностроительные и т.д.), которые обеспечивали сельское хозяйство и фабрики новым технологичным оборудованием. Несмотря на то что обучение включало практическую подготовку, а запросы промышленности определяли содержание образовательных программ, элитарная структура инженерных школ позволяла сохранить иерархию и роль теоретического образования.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Правомочность модели второго типа базируется на идее, что технические университеты способствуют формированию концепций, в то время как университеты прикладных наук участвуют в техническом прогрессе, уделяя основное внимание качественной технике, востребованным в промышленной деятельности практическим инженерным навыкам и применению технологий [10]. На протяжении более 50 лет инженеры, имеющие академическое образование, участвовали в создании социальной инфраструктуры и организаций [11]. Некоторые инженеры-теоретики внесли вклад в становление новых отраслей промышленности в связи с открытиями в области химии и электроники. Однако в XIX веке количество инженеров, получивших практическое образование, значительно превышало число инженеров с академическим образованием. Даже в Германии, где технические университеты возникли при поддержке научно-технических отделов крупных корпораций, вклад инженеров в промышленные инновации основывался на практическом опыте и систематических экспериментах и лишь в небольшой степени на теоретических и научных знаниях [12]. Инженерное образование в Великобритании В Великобритании возникла совершенно иная модель. В этой стране инженерная деятельность воспринималась как преемник ремесленной практики, и поэтому ее не касались высшие учебные заведения и научные организации. Хотя идея политехнического образования проникла в Великобританию в виде политехнических институтов (polytechnics), ее реализация повторяла классовую организацию общества. В правительстве и промышленных компаниях руководителями были выпускники университетов, а инженерная деятельность считалась вторичной — важной, но исключительно практической. Такое разделение долгое время не позволяло инженерному образованию проникнуть в университеты. Кроме особого характера инженерного образования и отношения к практической работе, отличие британской 3 96

Инженерное образование в США В Соединенных Штатах первыми инженерными областями стали машиностроение и гражданское строительство. Машиностроение возникло в период индустриализации на базе механических цехов и фирм по производству сельскохозяйственной техники. Первое инженерное учреждение, Политехнический институт Ренсселера, был основан в штате Нью-Йорк в 1824 г. и получил современное название в 1861 г. Несмотря на включение в название термина «политехнический», в институте реализовывался американский подход к инженерному образованию, в котором акцент делался на практический промышленный и сельскохозяйственный опыт и в меньшей степени на математические и естественно-научные дисциплины. Другие вузы, возникшие в следующие десятилетия, переняли ту же модель углубленного практического образования. В середине XIX века, появившиеся сельскохозяйственные и машиностроительные вузы и университеты, учрежденные согласно положениям Акта Моррилла (в том числе Массачусетский технологический институт в 1861 г.), дополнили практический подход тесным взаимодействием с промышленными компаниями, преобладанием практических знаний, работой в цехе и проведением небольших независимых исследований. Во второй половине XIX века американские преподаватели и среди них Роберт Торстон оценили преимуще397

10. История становления инженерного образования

модели от немецкой и французской, которые доминировали в континентальной Европе, было обусловлено особенностями британской системы аккредитации. В Европе правительственные комитеты определяли квалификации инженеров в зависимости от полученного образования. В Британии аккредитация акцентировала внимание на практических навыках и инженерной практике и также поддерживала идею о принципиальном отличии инженерных компетенций от академических квалификаций, присуждаемых университетами. Позднее британская система аккредитации с некоторыми изменениями была перенята Соединенными Штатами.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

ства европейских систем образования и предприняли попытки включить в инженерные программы естественнонаучные и математические дисциплины. Одновременно в обществе возникло стремление добиться для инженерной деятельности такого же уважения, каким пользуются, например, медицина и юриспруденция. Р. Торстон также попытался обратить внимание на исследовательскую деятельность, в рамках которой в образовательные программы вошли многочисленные мероприятия, часто с применением инженерных опытных станций, скопированных из сельского хозяйства [6]. Несмотря на то что впервые новые подходы были применены в 1920–1930-х годах XIX столетия, инженерное образование в Америке оставалось в основном сугубо практическим и промышленным до Второй мировой войны. Напротив, в это же время европейские школы во главе с такими лидерами, как, например, Феликс Клейн в Гёттингенском университете, успешно применяли научные и теоретические подходы к инженерным задачам. В последующий период интеллектуальные лидеры США переняли от европейских педагогов (например, Теодора фон Кармана, ученика Ф. Клейна) идею о переходе к более науко-ориентированной инженерной подготовке [6]. Практические инженерные вузы в США, политехнические и технические университеты в Европе сыграли огромную роль в развитии и применении технологий в промышленности и обществе. Высшие учебные заведения оказали влияние на формирование образа профессионального инженера. Этот факт открыто признается современными исследователями, которые, однако, переоценивают значение теоретической науко-ориентированной подготовки, лежащей в основе идеального инженерного образования в настоящее время. Это разногласие уходит корнями в период становления образа инженера и возникло из необходимости разграничения инженеров и квалифицированных техников, что привело к формированию академической традиции, основанной на миссии политехнических вузов. 3 98

Многие инженерные университеты возникли как машиностроительные институты и строительные школы в первой половине XIX века. Их выпускники нанимались на работу в правительственные организации или создавали частные компании, которые развивались параллельно с созданием новой инфраструктуры — транспортных систем, дорог, мостов, портов, каналов, кораблей, канализации, водоснабжения и, наконец, газодобывающих и газораспределительных систем. Обязанности и вклад инженеров в развитие человечества зависели от их функций в создании материальных столпов современного общества. Позднее к инженерам также стали относиться как к новаторам и создателям систем благодаря их вкладу в появление новых организаций, новых знаний и технической инфраструктуры [2]. Для того чтобы обосновать необходимость крупных инвестиций в инфраструктуру, требовались достоверные данные, что обусловило повышенное внимание к формальным научным знаниям. Необходимость обосновать дальнейшее развитие также способствовала появлению иерархических и бюрократических технологических организаций. Таким образом, идея технократии, которая хорошо согласовывалась с государственной политикой, соответствовала основным моделям и структурам знаний, полученным в результате выполнения крупных строительных и инфраструктурных проектов. Связь между идеей политехнического образования и государственной бюрократической системой во Франции хорошо продемонстрировал, например, Ханс Кристиан Эрстед, основатель Политехнического учебного заведения (Polyteknisk Læreanstalt, 1829 г.), ныне известного как Датский технический университет. Х.К. Эрстед заметил тесную связь между политехническим и политическим образованием в германских и датских государственных вузах [13]. Военные организации и крупные инфраструктурные проекты, выполняемые военными инженерами, также оказали огромное влияние на крупные корпорации [14, 15]. Корпоративным системам пришлись по вкусу 399

10. История становления инженерного образования

ИНЖЕНЕРНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ И ПРОМЫШЛЕННОЕ РАЗВИТИЕ

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

военные модели иерархической организации, наличие единства и стандартов. Стремление к стандартам привело к появлению идеи повышения производительности труда и осуществления контроля над производственными процессами и рабочей силой путем применения научных принципов управления, которые вскоре стали основным элементом управления технологическим процессом. Конфликт между политехническим образованием, основанным на изучении физики и математики, и практическим обучением навыкам технического черчения и проведения лабораторных экспериментов был очевиден с самого начала. Полемика усугубилась, когда выпускники политехнических университетов, получившие во многом естественно-научное образование, стали в основном привлекаться к созданию новой технической инфраструктуры, т.е. систем водоснабжения, канализации, газовых трубопроводов и систем электроснабжения. Они также принимали участие в разработке транспортных (каналов, железных дорог) и новых коммуникационных инфраструктур (телеграфа, телефона и радиосистем), объединивших города, регионы и страны. Многие механические и производственные достижения раньше появлялись в результате труда квалифицированных техников и рабочих. Они получали знания из опыта работы с механическими системами и химическими процессами на производстве и передавали знания, перемещаясь между городами. Обычными средствами передачи знания и новых технологий были путешествия, работа за границей и возвращение с новыми знаниями о технических конструкциях и инновациях, подробными техническими чертежами и описаниями новых машин [16]. Дальнейшее распространение новых технических концепций происходило благодаря национальным журналам. В ранний период становления промышленности многие выпускники прикладных университетов стали изобретателями новых машин, инструментов и производственных систем. Инженеры, получившие практические образование, играли важную роль в индустриализации до конца XIX века [11]. Они стояли у истоков новой промышленности благодаря своему опыту рацио4 00

401

10. История становления инженерного образования

нальной организации работы, ведения документации и эксплуатации развивающихся технологий [17]. Несмотря на схожий характер инженерных отраслей в разных странах, национальные инженерные практики различались, особенно в способах применения теоретических научных открытий на практике [18]. В конце XIX века, когда исследования и инновации в области нефтехимии спровоцировали резкий скачок в развитии химический промышленности и систем распределения энергии, на первый план вышли научные исследования, а вместе с ними и инженеры, получившие академическое образование. Таким образом, прогресс в нефтехимической и электротехнической отраслях спровоцировал изменение роли технических высших учебных заведений, особенно в Северной Европе. Именно в этот период возникла организационная структура многих инженерных вузов, программы подготовки которых лежат в областях большой четверки инженерной деятельности — гражданского строительства, машиностроения, химической технологии и электротехники. Несмотря на то что все инженерные вузы сохраняют тенденцию обучения студентов решению практических промышленных задач, когда научные исследования сложно отличить от промышленного консалтинга, электротехника всегда выделялась на фоне других направлений. В этой отрасли связи между преподаванием теории и промышленными технологиями всегда были ближе, чем в других инженерных областях. Во многих университетах студенты электротехнических программ по-прежнему получают базовые инженерные навыки, изучая механику и технический чертеж, что невозможно объяснить с позиции необходимости этих навыков для будущей профессии. Это требование вошло в программы в то время, когда прохождение практики по механике и гражданскому строительству являлось обязательным. С течением времени многие инженерные дисциплины перешли из так называемой энциклопедической стадии, когда обучение строилось в основном на описании технологий и демонстрации примеров, в более абстрактную и теоретизированную научную стадию [19, 20], характери-

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

зующуюся описанием моделей, в том числе математических представлений и обобщений. К сожалению, в процессе перехода из программ часто пропадали реальный опыт и практические знания, приобретаемые при изучении конкретных технических решений. Можно сказать, что переход заключался в отказе от описания разрозненных технологических примеров в пользу системного представления технологий в виде построенных теорий и моделей. Однако в то же время переход заключался в уходе от инженерной практики и опыта, который необходим для применения изученной технологии [21]. НАУЧНАЯ БАЗА ДЛЯ ИНЖЕНЕРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Чтобы понять текущую ситуацию, необходимо проанализировать одно из самых важных изменений в истории инженерного образования — формирование научной базы для инженерной деятельности, которое произошло в результате увеличившегося финансирования гражданских и военных инженерных исследований во время Второй мировой войны. Формирование научной базы для инженерной деятельности стало возможно благодаря появлению новых университетов и технических вузов в США и Европе, ориентированных на теоретическое образование. Первоначально в инженерных программах наблюдалась огромная разница между естественно-научными дисциплинами, включающими большое количество математически формализованных знаний, и более описательными и менее систематизированными техническими курсами. Технические науки также воспринимались как второстепенные (прикладные) по отношению к естественным наукам в результате противоречий, разрывавших более ранние эпохи. Технические университеты европейских и других стран не имели права присуждать степень доктора наук и проводить научные исследования без участия специалистов в естественно-научных областях. С приходом новой эры в развитии технических наук акцент сместился на инновации и тесное взаимодействие науки и техники. 4 02

Переломным моментом в истории американского инженерного образования стала Вторая мировая война, а одним из главных его участников — Массачусетский технологический институт. Перед началом Второй мировой войны с подачи президента университета, физика Карла Комптона, в Массачусетском технологическом институте начались активные научные исследования. Ванневар Буш, будучи молодым преподавателем, изменил направление своих исследований, посвященных моделированию процессов в электрических сетях, и обратился к изучению вычислительных машин, успешно привлекая частное финансирование [22–23]. В 1940 г. В. Буш стал основателем Исследовательского комитета национальной обороны (National Defense Research Council), главного исследовательского центра федерального значения в военное время, расположенного в г. Вашингтоне. Несмотря на значительные успехи инженеров во время войны, Манхэттенский проект В. Буша привлек всеобщее внимание к ученым-физикам, благодаря чему инженеры поняли, что добиться престижа инженерная деятельность может только в тесном соперничестве с наукой. Изменение ситуации в Европе В Европе ориентация инженерной деятельности на науку началась гораздо раньше, благодаря особой интеллектуальной среде, создаваемой элитными университетами в первую очередь во Франции и Германии. В послевоенные годы усилия научных советов и крупных правительственных исследовательских программ, направленные на мирное использование технологий, разработанных во время Второй мировой войны, спровоцировали резкий рост исследовательских и технических университетов и реформу в методике преподавания инженерных дисциплин. В первой половине XIX века некоторые естественно-научные дисциплины преподавались только в рамках совместных лекций для студентов университетов и политехнических вузов, или исключительно на базе последних. Студенты естественно-научных программ были вынуждены слу403

10. История становления инженерного образования

Изменение ситуации в США

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

шать лекции в политехнических институтах. И поэтому, когда естественно-научные дисциплины стали преподаваться в традиционных университетах, они воспринимались как основа прикладных наук. В первой половине XX века политехнические университеты боролись за выживание. Их вклад в науку признавался, однако способность проводить независимые научные изыскания подвергались большим сомнениям, а исследовательская деятельность ограничивалась проведением практических экспериментов с целью улучшения или практического применения существующей технологии. Это отношение отразилось на возможности получения степени доктора наук в технических вузах. В Швеции и Германии, так же как и во многих других странах, велись горячие споры относительно того, чтó является научным достижением и кто обладает достаточной квалификацией, чтобы принимать такое решение. Обсуждение привело к признанию технических и инженерных наук в качестве отдельных областей научного познания, хотя во многих работах, посвященных характеру и роли технических наук, доминировало мнение, что инженерные науки являются лишь прикладной отраслью естественнонаучных знаний [24]. Послевоенная ситуация Формирование научной базы проходило на фоне массовых послевоенных исследований, финансируемых правительством США. Поддержка фундаментальных исследований в различных областях способствовала уходу от прикладных исследований и практического образования. Успех разработок в области высокоскоростной аэродинамики, полупроводниковой электроники и вычислительной обработки данных подтвердил, что физические и математические исследования, проведенные в лабораториях, способны открыть новые технологические горизонты. Военные исследования в эти годы также строились вокруг эффективности (роста мощности, повышения частоты, увеличения скорости), которой можно было добиться за счет применения научных подходов. 4 04

Теоретические исследования ценились гораздо выше практических испытательских проектов, публикации и гранты заменили патенты и производственный опыт при аттестации преподавателей. В середине 1960-х годов переход к аналитическому и более научному стилю был практически завершен в большинстве американских инженерных школ [6].

Сегодня деятельность многих технических вузов попрежнему зависит от соответствующих технических областей, например механики, энергетических систем, электроники, химической промышленности, строительства зданий, санитарной техники и гражданского строительства. Многим техническим областям соответствуют собственные задачи и промышленные отрасли. Однако когда востребованность научных исследований и наукоориентированного преподавания стали очевидны, связь с практикой и производством потеряла свое значение. Изменение требований привело к появлению более абстрактных дисциплин в каждой технической области. В послевоенные годы произошел расцвет системотехники и системного мышления как инженерных средств широкого назначения [22]. Изучение систем, в том числе теории управления, системотехники, исследования операций, системной динамики, кибернетики, заставило инженеров обратиться к созданию аналитических моделей систем разного размера с использованием новых цифровых средств моделирования [25]. Применяемые техники варьировались от практических управленческих средств (таких, как системотехника) до технических формализмов (например, теории управления) и математических описаний (например, исследования операций). По мнению многих ученых, эти средства позволяли наконец сформировать собственную теоретическую базу для инженерных наук, выходящую за рамки базовых естественно-научных 405

10. История становления инженерного образования

Объектами электротехники, например, теперь являлось не электрическое и вращающееся оборудование, а электроника, теория коммуникаций и вычислительные машины. Историк Брюс Сили так описал послевоенные годы:

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

принципов. В то время как системотехника 1950-х годов была исключительно аналитической и иерархически организованной, новые подходы к системам, появившиеся в 1980–1990-х годах, опирались на связь технологий и их социального и производственного контекста. Новое понимание естественных и технических наук нашло отражение в утверждении, что инженерная деятельность как техническая наука выросла из социологических исследований науки и технологий, чтобы изучить новую глубокую связь между этими областями знаний [26]. ОТКАЗ ОТ ПРАКТИЧЕСКИХ НАВЫКОВ И ОПЫТА Ориентация на исследовательский университет как идеальную и элитную модель инженерного вуза также повлияла на политику замещения преподавательских должностей. Увеличение финансирования научных исследований привело к отходу от традиции, когда на должности преподавателей приглашались практикующие инженеры. Их место заняли преподаватели, имеющие не производственный опыт, а научные достижения. Это изменение, приведшее к замене практически всех преподавателей и научных сотрудников технических университетов, спровоцировало внутренние и внешние протесты, однако со стороны университетов основные возражения слышались только от самих практиков, чья преподавательская и экспериментальная деятельность стала казаться повседневной и тривиальной по сравнению с передовыми исследованиями. Преображение технических вузов Установленные в Европе требования для поступления в докторантуру значительно сократили возможность получения должности преподавателя для инженеров, имеющих опыт работы на производстве. Новые докторанты все чаще занимают должности научных сотрудников, финансируемые из государственных программ. Число же докторантов, занимающихся практическими исследова4 06

407

10. История становления инженерного образования

ниями и экспериментами, постоянно сокращается. Несмотря на то что существует возможность поступления в докторантуру на основании собственной инновационной производственной деятельности, наем в университет инженеров-практиков затруднен. Сегодня, чтобы занять академическую должность, кандидат должен документально подтвердить свою научную деятельность и предоставить список публикаций по итогам проведенных исследований. Это требование в совокупности с большой разницей в уровне дохода на производстве и в университете стало причиной снижения в университетах числа квалифицированных инженеров, имеющих опыт практической деятельности. С распространением наукоемких технических областей знаний произошли изменения основополагающих принципов инженерного образования, которые привели к изменению образовательных программ в традиционных профессиональных технических учебных заведениях и системы финансирования исследовательской деятельности. Несмотря на различные наименования, политехнические институты в Великобритании, университеты прикладных наук в Германии и технические институты в Дании предъявляли общие требования к абитуриентам, которых набирали из числа практикующих технических работников, и при наличии в образовательных программах теоретических дисциплин основное внимание уделяли производственной практике. Таким образом, образование опиралось на практические знания и навыки студентов, которые имели ученический опыт работы в конструкторских бюро, механических цехах и промышленных компаниях. В 1960-х годах в технических вузах появились новые направления подготовки, многие программы увеличились по продолжительности и широте охвата. Обычно изменения заключались в расширении программы за счет включения математических и естественно-научных дисциплин по примеру инженерных университетов, хотя ориентация на формирование практических навыков сохранялась. В результате происшедших изменений возникла необходимость привлечения правительственных комитетов для определения статуса изменившегося практического ин-

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

женерного образования [27]. Помимо этого, встал вопрос о соблюдении баланса между академическими и практическими дисциплинами и необходимости подготовки инженеров, обладающих практическими навыками, для работы на производстве. В то же время упадок ученических программ привел к сокращению числа квалифицированных рабочих и специалистов, которые традиционно являлись абитуриентами политехнических вузов [28]. С увеличением размеров промышленных компаний изменился способ подготовки рабочей силы. Обучающие программы стали узкоспециализированными, и число кандидатов, обладающих достаточно широким набором навыков, необходимым для поступления в технический вуз, сократилось. Для того чтобы выжить, вузам пришлось изменить требования к абитуриентам. В результате вступительные требования были полностью пересмотрены в 1990-х годах, и сегодня сложно различить два подхода к подготовке инженеров, которые сблизились как в отношении вступительных требований, так и в целях образовательных программ. Реакция промышленности Реакция промышленных предприятий на напряжение, возникшее в техническом образовании, продемонстрировала двойственное отношение промышленников к вопросу сохранения инженеров, получивших практическое образование. Промышленники не хотели нести дополнительные расходы на образование, необходимое для сохранения у выпускников базовых навыков, которые требовались на рабочих местах. Кроме того, неопределенность также заключалась в отсутствии понимания, какие практические навыки и опыт были важны для инженера. Анализ ситуации показал, что для ведения успешной инженерной деятельности важно сочетание формальной теоретической работы, основанной на применении системных знаний, и практических навыков черчения, проведения экспериментов, создания моделей и рассуждения по аналогии [16]. Эти навыки невозможно приобрести, рабо4 08

Возвращение к практике В 1970-х годах произошел ряд технических и политических событий, спровоцировавших изменение направления развития технических наук в социальном контексте и снова качнувших маятник в сторону практики. Нефтяные кризисы, начало современного экологического движения и запрет на сверхзвуковые перевозки в Соединенных Штатах показали, что технология далее не может развиваться по исключительно техническому пути. В 1980-х годах США оказались в эпицентре кризиса конкурентоспособности, за что многие обвиняли инженерные исследовательские учреждения, излишне сфокусированные на производительности и военных технологиях. Проведя исследование, известное под названием «Сделано в Америке», ученые Массачусетского технологического института пришли к выводу, что промышленное производство не получает академических ресурсов и интеллектуальных разработок инженерной науки, что явилось причиной отставания США от Германии и Японии в производстве потребительских товаров [30]. В то же время конец холодной войны означал прекращение финансирования крупных военных исследовательских проектов, и в 1990-х годах университеты все чаще стали обращаться за поддержкой к промышленным предприятиям. С изменением источника финансирования появились новые направления исследований (проектирование и разработка продуктов и инновационные исследования), в которых больше внимания уделялось практическим задачам инженерной деятельности. 409

10. История становления инженерного образования

тая техником в цехе, так как для этого необходим опыт практикующего инженера. Другие практические умения (например, организация рабочего дня на промышленном предприятии) не могут быть получены из опыта инженерной деятельности и требуют дополнительной практики. Несмотря на сокращение возможности набора студентов, имеющих практические навыки, задача сохранения практических компетенций у будущих инженеров сохраняется по сей день [29].

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Со стороны технических университетов стали появляться возражения, вызванные последствиями слишком большого внимания к наукоемкому образованию в ущерб практическим элементам инженерной деятельности и компетенции [31]. В результате в 1990-х годах появилось множество образовательных программ, построенных вокруг проектной работы и проблемного обучения, которые были направлены на решение проблемы педагогическими и дидактическими методами. В Дании и Германии несколько радикально настроенных университетов сделали проектное обучение собственной торговой маркой, утверждая, что проектная деятельность соответствует междисциплинарному характеру инженерной деятельности и позволяет интегрировать практические и теоретические компетенции, необходимые инженеру [32]. В отличие от производственной подготовки и организации обучения вокруг практических элементов на ранних этапах становления инженерного образования в последнее время все больше внимания уделяется сложности инженерных задач, в том числе организации проектной работы и коммуникациям, роли консультантов, навыкам решения инновационных задач и необходимости учета социальных аспектов [33]. Новые акценты не означают, что практические навыки изображения, визуализации, моделирования и создания материальных объектов потеряли свою актуальность, однако копирование традиционных ремесел не обеспечивает практическую подготовку, необходимую современному инженеру. Новые требования позволили по-новому взглянуть на инженерную практику и уйти от модели ученической подготовки. ПОЯВЛЕНИЕ ЧРЕЗМЕРНОГО КОЛИЧЕСТВА НОВЫХ ОБЛАСТЕЙ ЗНАНИЙ И РАЗМЫТИЕ ГРАНИЦ МЕЖДУ НИМИ Все более активное применение новых технологий во второй половине XX века и крупные финансовые вливания в инженерные исследования, проводимые промышлен4 10

411

10. История становления инженерного образования

ными компаниями, исследовательскими институтами и университетами, привели к невероятному росту технологических знаний, появлению нескольких новых технических областей и научных дисциплин [34]. Развитие инженерных специальностей заставило инженерные вузы расширить образовательные программы и следить за передовыми достижениями в разных технических областях. Во многих университетах появились новые специализации, связанные с промышленными секторами, нуждающимися в инженерах, которые бы обладали практическими знаниями. Из-за изменившихся запросов возникло противоречие между обобщенными инженерными знаниями и специальными знаниями внутри отдельной технической области, например: дорожного строительства, судостроения, санитарной техники, горной промышленности, энергетики, морского строительства, радиотехники, биоинженерии, нанотехнологий и информатики. Развитие технологий привело также к размытию границ между инженерными областями, что в последнее время поставило под сомнение их природу и существование. Ранее ясно различимые инженерные области (гражданское строительство, машиностроение, химическая промышленность и энергетика) теперь стали складываться из двух и более направлений. Сегодня, например, существуют программы по гражданскому строительству и инженерии среды, аэронавтике и астронавтике, электротехнике и вычислительной технике, материаловедению и технологии материалов. Примером происшедших изменений также могут служить новые программы по биоинженерии и биоматериалам [1]. На сегодняшний день многие крупные университеты предлагают более десяти программ в различных инженерных областях. Рост и разнообразие технического знания также ставит перед университетами задачу постоянного обновления и определения перспективных инженерных направлений. Некоторые промышленные области и отрасли уже прошли фазу роста, и исследования в этих областях не получают достаточного финансирования. Компании, работающие в этих областях, могут по-прежнему нуждаться в большом количестве инженеров, но это не являет-

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

ся достаточной причиной сохранения образовательных программ в данном направлении в исследовательских университетах. Для инженерного образования это означает возможность потери важных областей технического знания. Решение проблемы большого числа инженерных специальностей Появление новых инженерных областей привело, начиная с 1960-х годов, к постоянному увеличению числа и разнообразия технических дисциплин. Некоторые технические университеты (например, Массачусетский технологический институт и Датский технический университет) перешли на модульное обучение, предоставив студентам возможность самостоятельно решать, каким должно быть их образование. Другие университеты расширили число официальных специализаций или пересмотрели содержание обязательных дисциплин и включили в программы ограниченное количество элективных курсов. Одним из путей решения стало перераспределение учебной нагрузки в обязательных дисциплинах в пользу теоретического обучения и сокращение количества лабораторных работ, что ослабило связи с промышленностью и техническими областями, из которых возникла инженерная деятельность. Это решение стало возвращением к идее об общности базовых инженерных знаний (идея политехнического образования), оно отражает потребности новых отраслей, в которых наука интегрируется с технологией. Одновременно возник спор о необходимости общей педагогической реформы и внедрения проектного обучения, которое позволяет студентам получить общее представление об инженерной деятельности, не затрагивая все области знания, осваиваемого в рамках теоретических дисциплин. Основная идея реформы заключалась в том, чтобы научиться учиться и улучшать навыки решения инженерных задач вместо формирования базы знаний для дальнейшего использования. 4 12

Возрастающая роль технологий в жизни общества диктует необходимость междисциплинарных подходов и ставит новые задачи перед рациональными моделями и методами принятия решений, в результате чего появляются новые направления инженерного образования. Например, необходимость новых подходов к производству с применением чистых технологий и управления цепями поставок спровоцировала появление санитарно-технического строительства, решающего вопросы использования природоохранных технологий в конце производственного цикла. Перестав воспринимать природу как получателя отходов, инженеры не могли не заметить, что природа серьезно пострадала от человеческой деятельности и что экологи должны заниматься проектированием производственных процессов и химикатов с целью постоянной реконструкции природы [35]. Новые задачи также стали появляться с развитием биоинженерии и климатологии, в рамках которых были подняты фундаментальные вопросы использования энергии и материалов, применения технологий, разработанных в период развития массового производства. Взаимопроникновение технологий и природы поставило перед инженерами серьезные этические и политические вопросы и заставило пересмотреть роль инженерной деятельности в развитии человечества. Эти вопросы касаются не только создания новых технологий для решения проблем, возникших в результате применения более ранних технологий, но и методов решения проблем, научно-технических знаний инженеров и способов их применения. Инженерная деятельность и общество Изменение роли технологий в жизни общества, которое с каждым годом наращивает темпы потребления, комплексного производства и эксплуатации инфраструктур, привело к повышению внимания к интеграции удобства использования и конструктивных особенностей. Традиционные задачи переработки и производства сохрани413

10. История становления инженерного образования

Взаимопроникновение технологий и природы

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

лись, однако на первый план вышли консультирование, проектирование и создание рынков. Для выполнения новых работ требуются новые личностные и профессиональные компетенции, а также новые знания [36–37]. В 1990-х годах несколько технических университетов разработали новые образовательные программы, в которых большое внимание уделялось формированию навыков инженерного проектирования и изучались элементы социологии. Программы были дополнены такими дисциплинами, как технологические исследования, этнография, предпринимательство и развитие рынка. Внедрение новых технологий также показало неспособность технических наук удовлетворить все требования инженерной деятельности [38]. Примеры измененных программ можно найти в Делфтском техническом университете (Нидерланды), Политехническом институте Ренсселера (США), Датском техническом университете (Дания), Норвежском институте естественных наук и технологии (Норвегия) и Университете Крэнфилда (Великобритания). Вопрос о роли технологий в обществе поднимался и ранее, но в 1990-х годах он затронул более глубокие аспекты, касающиеся содержания инженерного образования и влияния дискуссий вокруг дорожного строительства, применения химических веществ в сельском хозяйстве, атомной энергетики и социальных последствий автоматизации. Критики подняли вопрос о роли технических знаний и требовали включения в инженерные образовательные программы гуманитарных дисциплин, таких как этика, история, философия и социология [39]. Они считали, что, столкнувшись с противоположными взглядами и получив возможность обсуждать социальные и этические проблемы, выпускники инженерных программ будут лучше подготовлены к решению технологических задач. Однако в большинстве инженерных образовательных программ новые дисциплины стали лишь дополнительным приложением и не были интегрированы с техническими и естественно-научными дисциплинами, что еще больше усилило проблему перегруженности инженерного образования [40]. 4 14

415

10. История становления инженерного образования

Другой пример — изменение подхода к строительству жилых домов. Необходимость интеграции социальных и эстетических аспектов и участие клиента на этапах проектирования и эксплуатации конструкции явились причиной предпринятых попыток совместить гражданское строительство и архитектуру. Для этого некоторые университеты нанимали специалистов из разных областей (инженеров, архитекторов и социологов), надеясь, что решение возникнет в ходе работы междисциплинарной команды. Тем не менее интеграция проходила сложно и инженерные программы в области строительства жилых домов и городского планирования не складывались, несмотря на все усилия. В результате инженерные образовательные программы этого направления стали скорее теоретическими и не приносили реальной пользы при проектировании и постройке зданий. Напротив, задачи функциональности, удобства и практичности, а также работа с клиентами при проектировании будущего здания легла на плечи архитекторов, которых больше волновали вопросы эстетики. Этот пример демонстрирует доминирование дисциплинарной культуры в технических вузах и то, как разрабатываемые стратегии развития определяют и создают новые области знания и научного изыскания. В последнее время особое внимание стало уделяться предпринимательской деятельности, которая приобрела первостепенное значение во многих инженерных программах в США и Европе. В этом направлении реакция технических вузов на запросы общества была разной. Некоторые вузы рассматривают предпринимательскую компетенцию как дополнительную, на освоение которой направлены специальные дисциплины в рамках инженерных программ, что позволило сохранить преимущественно техническое и инновационное образование [41]. В других вузах были пересмотрены ранее существовавшие дисциплины в области менеджмента и ведения бизнеса для инженеров, основанные на общей идее о том, что рынок и экономические процессы создают механизмы отбора жизнеспособных технологий [42]. Появились также сторонники понимания предпринимательства как результата критического отношения к техническим об-

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

ластям знания и их способности решать новые социальные проблемы, которые заключаются в необходимости реструктуризации массового промышленного производства, глобализации торговли и технологий и все возрастающей интеграции технологии в жизнь общества [43]. Расширяющаяся дезинтеграция Изменение технологий спровоцировало и другие перемены в инженерной деятельности. Инженерное исследование и проектирование меняются во многом благодаря распространению компьютеров и сети Internet. Алгоритмы, которые раньше являлись базовыми знаниями, теперь оказываются «зашитыми» в системы автоматизированного проектирования. Работа над крупными проектами осуществляются с применением электронных каналов связи между людьми, которые, возможно, никогда не встретятся лично. Инженерной деятельностью, которая когда-то была привилегий исключительно мужчин белой расы, теперь занимаются люди разной расовой принадлежности, национального происхождения и пола. Появление средств автоматизации и новых технологий позволило современным компаниям вести дела по всему миру. Идея о наличии четких границ инженерного образования подверглась сомнению в связи с появлением новых технических отраслей и включением технологий в образовательные программы вузов. Многие научные области, построенные вокруг технологий и имеющие прямое отношение к инженерной деятельности (фармацевтика, архитектура, вычислительная техника, информационные технологии, экология, биотехнология, нанотехнология и управление научно-техническим развитием), не обязательно рассматриваются как инженерные отрасли. В некоторых областях формируются новые отношения между наукой и технологией. С появлением биотехнологий и нанотехнологий произошло взаимопроникновение технических и естественных наук, что привело к появлению таких научных областей, как инженерная математика и нанотехнологии в естествознании. В результате происходящих изменений специа4 16

СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ Роль инженеров в развитии технологий и инноваций редко подвергается сомнению. Даже в прогнозах относительно будущей инженерной деятельности сохраняется тенденция ожидания от инженеров решения социальных и экологических проблем без оглядки на современное состояние инженерного образования [23]. Между тем новый взгляд на теорию инноваций, расширяющий наше представление о ней, и изменения, происшедшие в отношении общества к технологиям, связанные с повышением уровня сложности и значимости социальных навыков, свидетельствуют о необходимости проведения реформы инженерного образования. Инновации последнего десятилетия привели к изменениям, которые делают роль инженерной деятельности в будущем менее определенной. Стремление политиков и менеджеров управлять процессом инноваций также привело к расширению самого понятия «инновация» и смещению акцентов с технического развития и прорыва на запросы рынка, стратегические задачи и использование технологий. Новое понимание инженерной деятельности В начале XX века на смену представления об инженерах как об ответственных и героических строителях материальной культуры современного общества пришло более 417

10. История становления инженерного образования

листы, промышленники и политики задаются вопросом, является ли технология исключительно объектом изучения инженерных наук и остается ли инженерная деятельность основным источником и производителем инноваций. Это явление известно как расширяющаяся дезинтеграция. Термин «расширяющаяся дезинтеграция» отражает, с одной стороны, процесс расширения целого ряда технологий, специализаций и областей и, с другой стороны, постоянную дезинтеграцию когда-то целостного понятия инженерной деятельности и других отраслей [1]. Эти изменения приведут к радикальным изменениям в системе инженерного образования в будущем.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

земное понимание роли инженера как слуги промышленности. Новое отношение отражает снизившееся влияние инженеров на определение направления развития и содержания технических инноваций и менее значимую, второстепенную роль в развитии бизнеса [37]. Нельзя сказать, что в современном обществе новое понимание абсолютно расходится с восприятием своей роли самими инженерами. Требования к современному инженеру могут быть определены как: наличие научной базы инженерных знаний, умение решать задачи и способность применять собственные знания и опыт к новым задачам. При этом особое значение уделяется умению находить решение, а не определять и формулировать задачи [38]. Новое отношение подчеркивает проблему самоопределения инженеров как создателей и разработчиков или как аналитиков и ученых. Несмотря на то что роль инженеров как создателей и разработчиков имеет исторические предпосылки и поддержана прогнозами на будущее, в реальности инженеры считаются скорее аналитиками и учеными в лабораториях и современных технических отраслях [23]. Основной аргумент в споре о способности инженеров решать задачи — применение известных методов ряда инженерных дисциплины к конкретным проблемам, что не позволяет определить, могут ли инженеры решать нестандартные социальные и технические задачи, требующие новых способов применения знаний. В связи с этим расширение научной базы междисциплинарных знаний, в том числе за счет включения социальных и гуманитарных дисциплин, может не оказать желаемого эффекта. Добавление новых тем не может изменить инженерную практику и не обеспечивает интеграцию знаний [1]. Новое понимание роли инженера зависит от ответов на следующие вопросы. • Какие компетенции необходимы для формирования творческих, социотехнических и инженерных навыков, которые должны быть усовершенствованы в процессе образования? • В чем сегодня заключается формулирование и решение инженерной задачи и как они могут быть включены в инженерное образование? 4 18

Реформа инженерного образования, которая началась в 1970-х годах, остро поставила вопрос о включении в образовательные программы заданий и проектной работы, моделирующих реальную инженерную практику. Предпринятые шаги, однако, не принесли ожидаемых результатов. Для того чтобы привести техническое образование в соответствие с инженерной деятельностью, важно сформировать новое понимание роли науки в инновационном процессе и использовании технологий в контексте. Этот подход предполагает преодоление существующей на сегодняшний день пропасти между техническими и естественно-научными знаниями и инженерной практикой, характеризующейся уникальным опытом и методами, в которых сосуществуют социальные, практические и технические аспекты применения технологий [24]. Для этого необходимо провести ревизию дисциплинарных знаний, составляющих основу современного инженерного образования, и изменить их содержание и организацию. Одним из решений может быть признание несостоятельности идеи единства инженерной области знаний. Инженерное образование неизбежно станет более разнообразным в будущем. В связи с этим заманчиво выглядит возможность включить инженерное образование в общеуниверситетскую систему, убрав из учебного плана жестко определенную базовую часть, что, тем не менее, потребует борьбы за признание инженерии как отдельной отрасли научного знания [1]. Тем не менее предоставление студентам доступа к еще более разнообразной научной базе не позволяет решить проблему формирования профессиональных практических знаний и навыков у инженеров. Не помогут в этом и новые наукоемкие специализации, которые способны еще больше отдалить инженерное образование от освоения необходимых практических знаний. Многие технические дисциплины строятся вокруг определенных технических решений, не подкрепленных практикой. Они направлены на создание последовательного набора инженерных компетенций, но 419

10. История становления инженерного образования

Новый подход к подготовке инженеров

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

мало соответствуют реальной практике решения инженерных задач [44]. Дебаты вокруг инженерного образования поднимают одни и те же вопросы вновь и вновь. Один из таких вопросов — баланс между практическими навыками и теоретическими знаниями. Однако, несмотря на обсуждение одних и тех же вопросов, содержание спора кардинально изменилось за более чем вековую историю противостояния [45–46]. Список актуальных практических навыков постоянно меняется, как и перечень теоретических знаний, которые претерпели значительные изменения в результате развития технологии, инструментария, появления компьютеров и средств моделирования. Реформа должна привести к реализации в инженерном образовании тех практических подходов, которые сохраняют значимость для современной инженерной деятельности. Другой вопрос возникает в связи с необходимостью соблюдения баланса между общими и специальными инженерными знаниями. В настоящее время инженерные знания и навыки постоянно изменяются. Наиболее востребованы новые знания и навыки, которые появляются на границе науки. По мере расширения границ технологических инноваций эти же навыки и знания начинают входить в стандартные инженерные процедуры, типовые элементы и принципы проектирования, сопровождаемые компьютерными средствами и моделями. То, что составляет основу или базу инженерного образования, изменяется с появлением новых инженерных областей и дисциплин, несмотря на то что все они образованы на одних теоретических принципах. Новое образование для инженеров будет отвечать на следующие вопросы. • Каким будет содержание базовой части инженерной программы в будущем? • Какие навыки должны быть освоены в процессе обучения и какие могут быть сформированы во время работы после окончания вуза? • Какова правильная последовательность освоения знаний и навыков с точки зрения обучения? 4 20

Решение современных проблем с применением подхода CDIO Изучив исторические предпосылки, можно сделать вывод о тех проблемах, которые сохраняют актуальность в современном споре о реформе инженерного образования. Основные вопросы, выявленные в ходе исторического анализа, отражены в подходе CDIO. • Наличие учебного плана, который обеспечивает интеграцию личностных и межличностных компетенций, а также навыков создания объектов и систем для реализации технических решений при одновременном усвоении математических, естественно-научных, инженерных и технических знаний, характерных для определенной технической области. • Принятие принципа, согласно которому развитие личностных и межличностных компетенций, а также навыков создания объектов и систем должно происходить в контексте решения подлинных задач и реальной инженерной практики. • Наличие интегрированного подхода к преподаванию инженерных, научных и дисциплинарных знаний, актуальных для определенной инженерной области. • Необходимость совместного освоения инженерных дисциплин и элементов из других областей знаний для решения проблем современного общества. Инициатива CDIO предлагает новый подход к решению важных вопросов образовательной реформы. В то время как многие реформы были направлены на изменение содержания и организации образовательных программ в разных инженерных областях, установление баланса между практическим и теоретическим обучением 421

10. История становления инженерного образования

Реформа инженерного образования должна дать ответы на актуальные вопросы сегодняшнего дня, сформулированные в этой главе, и определить новые подходы к изучению и пониманию технических знаний и профессиональной инженерной практики.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

или проектного обучения как средства формирования навыков работы в команде, подход CDIO позволяет реализовать все эти элементы в рамках одной согласованной образовательной программы. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В главе 10 были продемонстрированы различия в понимании роли инженерной деятельности в обществе и промышленности и способы воздействия на инженерное образование. Обратившись к вопросам использования инфраструктуры и оборудования в военных целях и определив роль рабочих, обладающих практическими навыками, мы объяснили истоки и причины появления формальной подготовки инженеров для нужд общества и гражданской промышленности. Далее с развитием инженерного образования на первый план вышла наука. Отношения между научными теоретическими знаниями и практическими навыками и знаниями, возникающими в ходе технического развития и инженерной практики, всегда неоднозначно решались в инженерном образовании и до сих пор вызывают массу споров. Развитие инженерной деятельности в разных странах привело к появлению разных подходов к образованию, отличающихся требованиями к студентам при поступлении в университет и способами объединения теоретического обучения с лабораторными и практическими работами. В Соединенных Штатах, где существовала одна доминирующая модель образования, изменение соотношения между практическим и теоретическим обучением было описано с помощью метафоры качающегося маятника. В то же время в Европе параллельно существовали две модели инженерных вузов, в каждой из которых особое внимание уделялось либо практической, либо теоретической составляющей инженерной деятельности. С развитием инженерной науки, особенно после Второй мировой войны, основные компоненты инженерной деятельности вышли за рамки естественных наук. В то же время увеличение количества специализаций внутри 4 22

ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ 1. Какие последствия исторических противоречий в инженерном образовании вы видите в вашем университете или профессиональном обществе? 2. Как бы вы описали инженерное образование в вашей стране? Можете ли вы назвать один доминирующий в стране тип инженерных программ с точки зрения выстраивания отношений между теорией и практикой? Существуют ли у вас другие модели? 3. Какие ограничения и барьеры препятствуют развитию программ, построенных исключительно вокруг научных 423

10. История становления инженерного образования

одной научной области привело к смещению акцента в сторону наукоемкого образования и оставлению без внимания некоторых творческих аспектов инженерной деятельности, а также методов и средств инженерной практики. Инженерное образование столкнулось с проблемой роста количества специализаций, что привело к перенасыщенности инженерных программ. В то же время развитие новых технологий и новых профессиональных специализаций за пределами инженерных вузов спровоцировало появление задач, которые сложно отделить от инженерной деятельности, что привело к размытию границ между профессиями. Отсутствие четких границ между науками и изменение образа инженера от создателя до промышленного технического работника заставили по-новому взглянуть на определение и содержание инженерной деятельности будущего. На этом мы завершаем разговор об инженерной базе знаний в современном обществе и о том, какое влияние она оказала на развитие инженерного образования. Наше обсуждение указывает на необходимость переоценки содержания и организации инженерного образования с целью интеграции практических навыков и опыта с теоретическим обучением и элементами, считающимися базовыми в инженерных образовательных программах.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

исследований и теоретических инженерных дисциплин? Как социальные аспекты технических наук отражены в образовательных программах? 4. Как подход CDIO может изменить траекторию движения реформы инженерного образования? С какими основными вопросами сталкиваются разработчики инженерных образовательных программ? ЛИТЕРАТУРА 1. Williams R. Retooling: A historian confronts technological change. Cambridge (MA): MIT Press, 2003. 2. Hughes T.P. Networks of power: Electrification in western society. Baltimore (MD): John Hopkins University Press, 1983. 3. Auyang S.Y. Engineering: An endless frontier. Cambridge (MA): Harvard University Press, 2004. 4. Vincenti W.G. What engineers know and how they know it: Analytical studies from aeronautical history. Baltimore (Maryland): John Hopkins University Press, 1990. 5. Ihde D., Selinger E. Chasing technoscience: Matrix for materiality. Bloomington (IN): Indiana University Press, 2003. 6. Reynolds T.S., Seely B.E. Striving for balance: A hundred years of the American Society for Engineering Education // Journal of Engineering Education. 1993. Vol. 82. No. 3. P. 136–151. 7. Kranakis E. Constructing a bridge: An exploration of engineering culture, design, and research in nineteenth-century France and America. Cambridge (MA): MIT Press, 1997. 8. Crawford S. The making of the French engineer // Engineering labour: Technical workers in comparative perspective / ed. by P. Meiksins, C. Smith. L.: Verso, 1996. 9. Gispen K. New professions, old order: Engineers and German society. Cambridge: Cambridge University Press, 1990. 10. Manegold K. Technology academized: Education and training of the engineer in the nineteenth century // The dynamics of science and technology: Sociology of the sciences / ed. by K.E. Layton, P. Wiengard. Dordrecht: D. Reidel Publishing, 1978. P. 137–158. 11. Nørregaard G. Teknikumuddannede ingeniørers betydning for den danske industry. Engineers from Teknikum and their Impact on Danish Industry. Copenhagen, Ingeniør-Sammenslutningen, 1955.

4 24

425

10. История становления инженерного образования

12. Hård M. Machines are frozen spirit: The scientification of refrigeration and brewing in the 19th century — A Weberian interpretation. Frankfurt: Campus, 1994. 13. Wagner M.F. Det polytekniske gennembrud — Romantikkens teknologiske konstruktion 1780–1850. The poly-technical breakthrough—The construction of technology in the Romantic period 1780–1850. Aarhus: Aarhus Universitetsforlag, 1999. 14. Roe-Smith M. Military enterprise and technological change: Perspectives on the American experience. Cambridge (MA): MIT Press, 1989. 15. Noble D.F. America by design: Science, technology and the rise of corporate capitalism. Oxford: Oxford University Press, 1977. 16. Ferguson E.S. Engineering and the mind’s eye. Cambridge (MA): MIT Press, 1992. 17. Hård M. The grammar of technology: German and French diesel engineering, 1920–1940 // Technology and Culture. 1999. Vol. 40. No. 1. P. 26–46. 18. Hård M. Die praxis der forschung: Zur alltäglichkeit der technikentwicklung am beispiel einer britischen ingenieurfirma // Dresdener Beiträge zur Geschichte der Technikwissenschaften. 2001. Nr. 27. S. 1–17. 19. Latour B. Science in action: How to follow scientists and engineers through society. Cambridge (MA): Harvard University Press, 1987. 20. Jørgensen U. Fremtidige profiler i ingeniørarbejde og –uddannelse. Future profiles in engineering work and education. Copenhagen: IDA, 2003. 21. Gibbons M., Limoges C., Nowotny H., Schwarzman S. et al. The new production of knowledge: The dynamics of science and research in contemporary societies. L.: Sage, 1994. 22. Mindell D. Between human and machine: Feedback, control, and computing before cybernetics. Baltimore (MD): John Hopkins University Press, 2002. 23. National Academy of Engineering. The engineer of 2020: Visions of engineering in the new century. Washington (DC): National Academy Press, 2004. 24. Seely B. The other re-engineering of engineering education, 1900–1965 // Journal of Engineering Education. 1999. No. 88. P. 285–294. 25. Hughes A.C., Hughes T.P. Systems, experts, and computers: The systems approach in management and engineering, World War II and after. Cambridge (MA): MIT Press, 2000. 26. Juhlin O., Elam M. What the new history of technological knowledge knows and how it knows it // Prometheus at the wheel:

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Representations of road transport informatics / ed. by O. Juhlin. Tema T. Linköping Universitet, Linköping, 1997. 27. Finniston M. Engineering our future. Report of the committee of inquiry into the engineering profession. L.: Her Majesty’s Stationery Office, 1980. 28. Lutz B., Kammerer G. Das Ende des graduierten Ingenieurs? The end of the ‘craft-based’ engineer? Frankfurt: Europäische Verlagsanstalt, 1975. 29. Cohen S.S., Zysman J. Manufacturing matters: The myth of the post-industrial economy. N.Y.: Basic Books, 1987. 30. Dertouzos M.L., Lester R.K., Solow R.M. Made in America: Regaining the productive edge. Cambridge, MA: MIT Press, 1989. 31. Seely B. The ‘imbalance’ of theory and practice in American engineering education: Reforms and changes, 1920–1980 // ICON. 2000. No. 5. P. 41–63. 32. Kjersdam F., Enemark S. The Aalborg experiment: Implementation of problem based learning. Aalborg: Aalborg University Press, 2002. 33. Henderson K. On line and on paper: Visual representations, visual culture, and computer graphics in design engineering. Cambridge (MA): MIT Press, 1999. 34. Wengenroth U. Managing engineering complexity: A historical perspective. Paper for the Engineering Systems Symposium at the Massachusetts Institute of Technology. Cambridge (MA), 2004. 35. Downey G., Lucena J. Knowledge and professional identity in engineering: Code-switching and the metric of progress // History and Technology. 2004. Vol. 20. No. 4. P. 393–420. 36. Sørensen K.H. Engineers transformed: From managers of technology to technology consultants // The spectre of participation. Oslo: Scandinavian University Press, 1998. 37. Schön D.A. The reflective practitioner: How professionals think in action. N.Y.: Basic Books, 1983. 38. Bucciarelli L.L. Designing engineers. Cambridge (MA): MIT Press, 1996. 39. Beder S. The new engineer: Management and professional responsibility in a changing world. Wollongong: The University of Wollongong, 1998. 40. Downey G. Are engineers losing control of technology? From ‘problem solving’ to ‘problem definition and solution’ in engineering education // Chemical Engineering Research and Design. 2005. No. 83. P. 583–595. 41. Goldberg D. The entrepreneurial engineer. N.Y.: Wiley, 2006.

4 26

427

10. История становления инженерного образования

42. ASME, 2008. Vision 2028 for mechanical engineering. Available at . Accessed January 8, 2014. 43. Jørgensen U., Brodersen S., Lindegaard H., Boelskifte P. Foundations for a new type of design engineers: Experiences from DTU. Proceeding of the ICED 2011 Conference, Technical University of Denmark, August 15–18, 2011. 44. Knorr Cetina K. Epistemic cultures: How the sciences make knowledge. Cambridge (MA): Harvard University Press, 1999. 45. Björck I. (ed.). Vad är en ingenjør? What is an engineer? Report from the NyIng Project. Linköping Tekniska Högskola, Linköping, 1998. 46. ATV Ingeniørernes nye virkelighed—roller og uddannelse. The engineers’ new reality, roles and education. Lyngby: Akademiet for de Tekniske Videnskaber, 2000.

11. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ 9

ВВЕДЕНИЕ Подход CDIO неразрывно связан с историческим контекстом инженерного образования и является комплексным и прагматическим ответом на задачи, лежащие перед ним в будущем. Взаимодействие университетов, в которых хотя бы одна инженерная программа разработана с применением подхода CDIO, определяется общим понятием инициатива CDIO. Начавшись с сотрудничества между четырьмя университетами в двух странах, проект CDIO быстро развивался и приобрел единомышленников в других вузах. Первоначально подход CDIO применялся к программам в области машиностроения, автомобилестроения и электротехники, но с тех пор область его применения расширилась и включает также химическую технологию, материаловедение и биоинженерию. Помимо этого, модель CDIO применялась для реформирования общего подхода к организации всех инженерных программ в вузе и даже в качестве основы государственных реформ и систем аккредитации. В настоящее время количество университетов, являющихся членами инициативы CDIO по всему миру, превысило сто. Среди университетов, в которых проводятся реформы с применением подхода CDIO, встречаются исследовательские и академические, крупные и мелкие, частные и государственные, а также вузы, традиционно ориентированные на обучение малочисленных или недостаточно представленных групп населения. Для обмена опытом и оказания поддержки учреждениям, применяющим подход CDIO, были открыты национальные центры в Северной Америке, Латинской Америке, Европе, Великобритании и Ирландии, Азии, Австралии и Новой Зеландии. С целью распространения и развития принципов CDIO были созданы и используются многочисленные средства, инструменты 9

Эта глава написана в соавторстве со Сванте Гуннарссоном.

4 28

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ГЛАВЫ Цели главы 11: • определить факторы, которые стимулируют изменения в инженерном образовании, и реакцию подхода CDIO; • обсудить перспективы развития и расширение сферы применения подхода CDIO. ФАКТОРЫ, СТИМУЛИРУЮЩИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ИНЖЕНЕРНОМ ОБРАЗОВАНИИ Главная функция инженерного образования заключается в служении обществу и студентам инженерных программ путем предоставления возможностей для современного качественного обучения. Для поддержания и улучшения качества необходимо знать основные факторы, стимулирующие изменения в инженерном образовании. К самым важным из них относятся: • научные открытия и технологические разработки; • интернационализация и академическая мобильность; • навыки и личностные качества студентов младших курсов инженерных вузов; 429

11. Перспективы развития

и форумы, в том числе веб-сайт и ежегодные международные конференции. Подход CDIO имеет хорошие перспективы дальнейшего развития и применения в новых контекстах — в ранее не охваченных инженерных областях, в магистерских и докторских программах, а также в неинженерных дисциплинах. Принципы CDIO обладают гибкостью и могут быть адаптированы к факторам, определяющим условия реализации инженерного образования в ближайшем будущем. Мы открыты для сотрудничества в этом эволюционном процессе. В главе 11 мы рассмотрим вопросы, с которыми, с нашей точки зрения, столкнется инженерное образование в будущем, и наметим пути дальнейшего развития подхода CDIO.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

• гендерные вопросы и необходимость привлечения новых групп населения; • государственная политика и многосторонность. Инженерным вузам необходимо иметь механизмы отслеживания факторов, стимулирующих изменения, и эффективные методы планирования и реформирования инженерных программ. Методы реформирования предлагаются в главе 8, а примеры средств и технологий оценки и улучшения программ приводятся в главе 9. Перечень планируемых результатов обучения CDIO, описанию которого посвящена глава 3, — это самостоятельное средство мониторинга некоторых стимулирующих факторов. Научные открытия и технологические разработки Эволюция науки и техники — очевидный стимулирующий фактор развития и улучшения инженерного образования. Существующие образовательные дисциплины должны постоянно обновляться, чтобы соответствовать текущему положению дел в соответствующей отрасли, а новые области знаний необходимо своевременно включать в образовательную программу. Существует несколько способов поддержания актуальности и значимости образовательной программы. Один из них — обеспечение преподавателей достаточными ресурсами для проведения исследований, актуальные результаты которых могут затем быть включены в образовательные программы. Другой способ — наличие эффективных механизмов включения в инженерные образовательные программы промышленных разработок. Установлению более тесных контактов с промышленностью способствует прием на работу преподавателей и научных сотрудников, имеющих опыт работы на производстве, и привлечение сотрудников промышленных компаний к реализации и управлению образовательной программой. Технический прогресс также влияет на образовательные программы через способы организации и географическое расположение промышленных компаний. Во 4 30

Интернационализация и академическая мобильность В связи с глобализацией рабочих мест и компаний выпускники вузов должны быть подготовлены к профессиональной деятельности, связанной с ежедневными международными контактами, частными поездками и общением с людьми, находящимися на большом расстоянии. Это значит, что уровень интернационализации образования будет расти, а присуждаемые квалификации должны иметь международное признание. На сегодняшний день 431

11. Перспективы развития

многих индустриальных странах этапы изготовления и производства выводятся в страны с низкой стоимостью рабочей силы. В отраслях, где вслед за этапами производства и изготовления за границу переносятся этапы инженерного исследования, проектирования и разработки, изменения неизбежно отразятся на потребности в инженерах и их квалификации, что обязательно повлияет на инженерное образование. Подход CDIO предлагает несколько способов обновления образовательных программ в соответствии с изменениями в науке и технике. Как упоминалось в главе 6, стандарт 7 CDIO «Интегрированное обучение» подчеркивает необходимость включения в инженерное образование реальных задач, чему способствует привлечение промышленных партнеров в процесс формулирования учебных заданий. Еще одно средство отслеживания изменений и запросов промышленности — CDIO Syllabus, представленный в главе 2. Результаты анкетирования заинтересованных сторон, особенно промышленных партнеров, оказывают непосредственное воздействие на процесс улучшения образования. Кроме того, преподаватели, активно участвующие в педагогической и исследовательской деятельности, могут оказать большее влияние на инженерные программы в результате научных открытий и технических достижений. Как упоминалось в главе 8, эти виды деятельности преподавателей также необходимо стимулировать (см. стандарт 9 CDIO «Совершенствование CDIO-компетенций преподавателей»).

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

эти процессы можно проследить в резко выросшем за последние два десятилетия уровне студенческой мобильности. Так, в Европе студенческая мобильность возросла в связи с появлением Европейских сетей обмена студентами, такими как «Эразмус» и «Сократ». Мобильность также стала важным элементом Болонского процесса, так как единая структура высшего образования позволила студентам свободнее перемещаться между университетами. Реализации основных идей Болонского процесса [1] в Швеции и Великобритании посвящен пример 11.1.

ПРИМЕР 11.1. БОЛОНСКИЙ ПРОЦЕСС В ШВЕЦИИ И ВЕЛИКОБРИТАНИИ Болонский процесс — общеевропейская инициатива, включающая 47 государств и направленная на создание единой структуры высшего образования в европейских странах. В основу Болонской декларации положены шесть ключевых элементов высшего образования. Система понятных и сопоставимых степеней. Уровневая система образования. Система накопления и перевода кредитов. Мобильность студентов, преподавателей и исследователей. • Взаимодействие в вопросах обеспечения качества. • Единое европейское пространство высшего образования. • • • •

Цель Болонского процесса — сближение систем высшего образования в Европе и создание более прозрачной структуры, состоящей из разных национальных систем, построенных согласно общему принципу трехуровневой организации образования (бакалавриат, магистратура, докторантура). Процесс адаптации инженерного образования к структуре Болонского процесса в разных странах зависит от целей и организации национальной системы высшего образования до присоединения к Болонскому процессу. Например, в Швеции до подписания Болонской деклара-

4 32

С. ГУННАРССОН, УНИВЕРСИТЕТ ЛИНЧЁПИНГА, Й. МАЛМКВИСТ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЧАЛМЕРСА Подобно степени Civilingenjör в Швеции, степень магистра техники (MEng, Master of Engineering) в Великобритании пользуется заслуженной репутацией, несмотря на возможную путаницу по причине наличия слова «магистр» в ее названии. Четырехлетняя программа, ведущая к присуждению степени MEng, считалась в Великобритании программой первого уровня и отличалась расширенным содержанием и большей широтой по сравнению с традиционной трехлетней бакалаврской программой. Вместо комбинации «3+1» (бакалавриат и один дополнительный год обучения), эта программа предполагала обучение по схеме «4+0». Однако в настоящее время существует мнение, что она должна рассматриваться как интегрированная магистерская программа второго уровня. Программа MEng успешно сосуществует с другой программой магистерского уровня, ведущей к присуждению квалификации магистра наук (Master of Science), для освоения которой необходимо 12 месяцев вместо обычных 24 и вступительным требованием к которой является окончание трехлетней программы и наличие степени бакалавра техники (Bachelor of Engineering) или бакалавра наук (Bachelor of Science). Задачей вузов Великобритании стало согласование трех квалификаций (BEng, MEng и MSc) с двумя уровнями Болонской системы, предшествующими докторантуре. Возможность приобретения

433

11. Перспективы развития

ции существовали трехлетние инженерные программы, ведущие к присуждению степени бакалавра (Högskoleingenjör), и пятилетние инженерные программы, после освоения которых присуждалась степень магистра (Civilingenjör). Степень Civilingenjör имеет давнюю традицию и пользуется хорошей репутацией в Швеции. По этой причине правительство Швеции предложило сохранить ее после внедрения трехуровневой системы. После подписания Болонской декларации основной задачей университетов Швеции стало определение способов сосуществования трехуровневой системы и инженерных программ, ведущих к присуждению степени Civilingenjör.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

степени второго уровня в течение четырех лет часто рассматривается как преимущество системы образования Великобритании, поэтому переход к модели «3+2» встретил сопротивление.

П. ГУДХЬЮ, ЛИВЕРПУЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ В Северной Америке существует такая же долгая и развивающаяся традиция международной мобильности в образовании. В Канаду, например, большинство иностранных студентов приезжают из Китая, Индии и Средней Азии. Обычно они обучаются на четырехлетних программах, по окончании которых получают степень бакалавра наук (Bachelor of Science). Четырехлетняя программа типична для Канады, что соответствует требованиям Канадского инженерного аккредитационного совета (CEAB, the Canadian Engineering Accreditation Board) [2]. В Соединенных Штатах растет число инженерных программ, предусматривающих обучение за рубежом в течение по меньшей мере одного года. Национальные системы высшего образования всего мира, в том числе в Чили и Австралии, готовятся к проведению масштабных организационных реформ для повышения мобильности студентов. Общие принципы аккредитации также способствуют интернационализации образования. Международные соглашения, такие как Вашингтонское соглашение о взаимном признании профессиональных квалификаций, приводят к согласованию различных моделей аккредитации [3]. Критерии американского Совета по аккредитации инженерного образования ABET повлияли на многие национальные системы образования и были применены к различным международным программам, стремящимся получить аккредитацию [4]. В Европе единая система аккредитации инженерного образования создается в рамках реализации положений Болонского процесса. Проект «Аккредитация европейских инженерных программ и выпускников в Европе» (EUR-ACE, Accreditation of European Engineering Programmes and Graduates) был официально поддержан Европейской комиссией [5]. Цель проекта — создание системы аккредитации, совместимой 4 34

Навыки и личностные качества студентов младших курсов инженерных вузов Навыки и личностные качества, с которыми абитуриенты поступают на инженерные программы, — важные стимулирующие факторы развития образования с точки зрения его содержания и организации. Системы образования — неотъемлемая часть общества, поэтому изменение социальных стереотипов оказывает прямое влияние на инженерное образование. Многие индустриальные страны в последнее время столкнулись с проблемой снижения интереса к науке и технике среди молодежи, в результате чего 435

11. Перспективы развития

с системой, которая применяется в некоторых европейских странах на сегодняшний день [6]. Инициатива CDIO способствует интернационализации и мобильности, создавая тщательно проработанную международную модель, предоставляя основание для сравнения результатов обучения студентов и способствуя появлению общей основы для аккредитации. Соответствие положениям Болонского процесса и критериям аккредитации станет обязательным требованием ко всем образовательным программам в будущем. Однако существующие требования аккредитации относятся к высокому уровню и носят формальный характер. Инициатива CDIO предпринимает следующий шаг в сторону действительно международного образования, применяя и адаптируя прагматическую модель, совместно разработанную ведущими университетами из разных стран мира. В программах CDIO аккредитация непосредственно связана с результатами обучения, составляющими CDIO Syllabus. В главе 3 CDIO Syllabus был проанализирован на соответствие оценочным критериям ABET, особенно критерию 3. Национальная аккредитация инженерного образования, проведенная в Швеции в 2005 г., представляет собой другой пример применения подхода CDIO в национальных аккредитационных моделях и системах. Шведское национальное агентство по высшему образованию использовало стандарты CDIO в качестве основного элемента процедуры самооценки, реализованной всеми инженерными университетами Швеции (см. пример 9.3 в главе 9).

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

сократилось число абитуриентов в технических вузах, а поступившие студенты не очень мотивированы к обучению. Отношение к науке и технике в обществе также влияет на место технических дисциплин в среднем образовании. Университеты многих стран мира также столкнулись с низким уровнем знаний и отсутствием опыта у абитуриентов. Общепризнанным является факт снижения общего уровня знаний по математике и физике [7]. Жизненно важной задачей для инженерного образования стало развитие практических навыков и технических знаний, приобретенных студентами во время довузовской подготовки и в течение жизни, например: умение починить электронную аппаратуру, построить что-то, наладить бытовые приборы, написать компьютерную программу. Наличие предварительного опыта, что было широко распространено в прошлом, способствует приобретению теоретических знаний через установление связей с практикой. Решение этих задач требует реформы всей системы образования. Вводные курсы на первом году университетской подготовки направлены на формирование понимания роли науки и техники в жизни общества и приобретение студентами первого практического опыта, который мотивирует студентов к инженерному образованию. Практическая и проектно-внедренческая деятельность позволяет приобрести реальный опыт и связать абстрактные математические и физические модели с их практическим применением. Эти подходы также направлены на повышение интереса к инженерной деятельности, увеличение количества абитуриентов инженерных вузов и удержания выпускников в профессии. Проектновнедренческая деятельность может быть успешно применена в начальной и средней школе, повышая мотивацию учеников и подготавливая их к получению инженерного образования в вузе. Гендерные вопросы и необходимость привлечения новых групп населения Во всем мире существует тенденция привлечения в инженерные вузы женщин и других групп населения, которые по историческим причинам были недостаточно 4 36

Государственная политика и многосторонность Разработка инженерных образовательных программ затрагивает несколько уровней, начиная с уровня отдельного преподавателя и заканчивая национальным и международным уровнем. Решения, принимаемые на более высоких уровнях, определяют границы и условия проведения работ на более низких уровнях. Наглядным примером многоуровневой инициативы может служить Болонский процесс в Европе. После подписания многостороннего 437

11. Перспективы развития

представлены в вузах или лишены права ведения инженерной деятельности. Инженерная деятельность способствует восходящей мобильности, что может привести к улучшению благосостояния всего общества. И поэтому государство заинтересовано в привлечении в инженерное образование способных студентов, независимо от их происхождения. Инициатива CDIO поддерживает общемировую тенденцию. В рамках реализации подхода CDIO нами было проведено исследование проявления гендерной принадлежности и сопутствующих проблем в нескольких образовательных программах. В результате исследования была выявлена необходимость в улучшении ролевых моделей. Наш опыт также свидетельствует, что необходимо выбирать примеры, проектные и прочие задания, которые способны вызвать интерес у широкого круга студентов. Во многих странах идут обсуждения способов привлечения молодежи в инженерные профессии. Мнение студентов об инженерном образовании подвержено влиянию нескольких внутренних и внешних факторов. Структура, содержание и организация инженерного образования — важные самостоятельные мотивирующие факторы. На сегодняшний день опыт университетов, в которых реализуются программы CDIO, показывает, что вероятность успешного завершения инженерных программ среди девушек и недостаточно представленных групп населения, получивших опыт проектно-внедренческой деятельности в первом году обучения, возрастает.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

соглашения на уровне Европейского союза страны-участники разрабатывают стратегии и принимают решения о дальнейшем развитии образовательной системы внутри страны. Принципы, согласованные на государственном уровне, далее становятся отправной точкой для разработки образовательных программ в каждом вузе. Когда вузы формулируют планы стратегического развития, разработка программы развития достигает уровня отдельных инженерных программ и курсов. Инициатива CDIO способствует координации и планированию процесса реформирования. Механизм разработки программ затрагивает два последний уровня — программный и дисциплинарный. Адаптивность подхода позволяет провести реформу в соответствии с социальным контекстом и особенностями предметной области. Широкое распространение подхода CDIO облегчает международную оценку и сотрудничество. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ПОДХОДА CDIO Инициатива CDIO видит своей целью реформирование инженерного образования и включает университеты разных стран мира, состоящих в различных партнерских отношениях. В отличие от других реформаторских проектов основной задачей инициативы CDIO не является проведение самостоятельного исследования в области образования. Университеты-участники применяют концепции и методы, которые входят в лучшие практики в науке и инженерном образовании и являются продуктом научных исследований, посвященных вопросам образования. Разработка и внедрение реформы образования документируются участниками для распространения опыта на другие технические вузы. Мы стремимся развивать подход CDIO, сотрудничая с новыми консорциумами университетов, отдельными реформаторами и исследователями. Далее перейдем к обсуждению перспектив применения подхода CDIO к новым инженерным специальностям, программам второго и третьего уровней, а также неинженерным направлениям подготовки. 4 38

Первые программы CDIO появились в области машиностроения, автомобилестроения, авиакосмической промышленности и электротехники — областях, в которых производятся дискретные серийные продукты и системы. Примеры, терминология и концепция формировались под влиянием этих областей. Для того чтобы подтвердить применимость подхода CDIO к образованию в целом, необходимо испытать его как на других традиционных инженерных программах (например, в области гражданского строительства и химического производства), так и в новых активно развивающихся инженерных специальностях (таких как биоинженерия и наноинженерия). Усилия членов CDIO и новых партнеров инициативы CDIO направлены на расширение подхода в этом направлении. В связи с задачей применения модели «планирование—проектирование—производство—применение» к новым инженерным специальностям возникает необходимость ответить на ряд ключевых вопросов. • Можно ли обобщить стандарт 1 CDIO, определяющий жизненный цикл объектов, процессов и систем как контекст инженерного образования? Может ли он быть применен к другим направлениям подготовки? • Существуют ли различия в педагогических принципах и особенности организации учебных планов, которые необходимо учесть при использовании подхода CDIO к: — другим традиционным инженерным специальностям, таким как гражданское строительство, подводная техника, разработка программного обеспечения; — фундаментальным научно-техническим областям, таким как материаловедение, биоинженерия, наноинженерия и прикладная физика; — программам в области промышленного строительства, технологии машиностроения и технического руководства? 439

11. Перспективы развития

Применение подхода CDIO к новым инженерным специальностям

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

• Возможно ли частичное применение подхода CDIO, и если да, то какому минимальному проценту использования стандартов CDIO должна соответствовать программа CDIO? Об об ще ни е контекст а C DI O. Требование о принятии принципа, согласно которому жизненный цикл объектов, процессов и систем («планирование—проектирование—производство—применение») определяет контекст инженерного образования (стандарт 1 CDIO), может показаться слишком ориентированным на специальности, в которых зарождалась инициатива CDIO. Понятия «системы», «объекты» и «производство» не всегда воспринимаются как имеющие отношение к гражданскому строительству или химическому производству. В то время как руководство образовательных программ может правильно интерпретировать используемые понятия в термины собственной области, для других заинтересованных сторон это может стать преградой к применению подхода. В действительности не существует никаких препятствий к изменению терминологии в стандарте 1 CDIO в соответствии с требованиями к продукту, который проектирует и производит инженер в конкретной инженерной области, при условии сохранения основной идеи стандарта. Например, вместо «объекта» в гражданском строительстве чаще будет употребляться понятие «здание», а стандарт 1 CDIO может быть переформулирован как «подготовка инженеров, способных проводить изыскательные, проектные, строительно-монтажные и пусконаладочные работы, связанные с созданием и содержанием зданий» [8]. В связи с принятием решения об адаптации формулировки стандарта 1 CDIO к определенной инженерной области может возникнуть необходимость в замене и других терминов, в том числе встречающихся в других стандартах и разделе 4 CDIO Syllabus «Планирование, проектирование, производство и применение систем в контексте предприятия, общества и окружающей среды». Различия в педагогических при н ц и п а х и осо бенности орг ан и з аци и у ч е б н ы х пл а н ов. Более существенные изменения, чем замена терминологии, мо4 40

ПРИМЕР 11.2. «ПЛАНИРОВАНИЕ—ПРОЕКТИРОВАНИЕ— ПРОИЗВОДСТВО—ПРИМЕНЕНИЕ» В ПРОГРАММЕ «ИНЖЕНЕРНАЯ БИОЛОГИЯ» УНИВЕРСИТЕТА ЛИНЧЁПИНГА Впервые программа «Инженерная биология» Университета Линчёпинга была реализована в 1996 г. В первые три года обучения по программе общей продолжительностью 4,5 года основное внимание уделяется изучению математики, физики, химии, биологии и инженерного дела. Среди прочих инженерных дисциплин студенты осваивают программирование, электронику, автоматическое управление и обработку сигналов. На четвертом курсе изучаются в основном дисциплины специализации. В настоящее время программа предусматривает восемь специализаций, в том числе биоинформатику, микросистемы, биосенсоры и белковую инженерию. В 2004 г. руководство программы разработало план по усилению инженерной подготовки в рамках программы «Инженерная биология», и основным компонентом плана стала модель CDIO. На первом этапе создания программы CDIO были приняты меры по внедрению вводного курса, который впервые был реализован в 2005 г. Позднее каждая специализация программы была дополнена проектными дисциплинами.

441

11. Перспективы развития

гут потребоваться в процессе адаптации подхода CDIO к специальностям, в которых природа проектно-внедренческой деятельности принципиально отличается от производства дискретных объектов и систем. В биоинженерии, например, процессы проектирования и производства сложно описать в терминах конечных целей. Наиболее точно они могут быть определены как достижение ограничений, обусловленных физическими, химическими и биологическими свойствами. Кроме того, не всегда общая задача декомпозируется на несколько более мелких решаемых задач, которые могут быть интегрированы в системное решение. Именно интерпретация проектновнедренческой концепции стала наиболее сложной задачей в процессе реформирования программы «Инженерная биология» Университета Линчёпинга (пример 11.2).

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Основную сложность в реализации вводного курса и проектных работ составляло понимание проектновнедренческой концепции. Понятия «объект», «процесс» и «система» в CDIO Syllabus и стандартах CDIO требуют тщательного осмысления. В рамках вводного курса были выполнены несколько проектов, направленных на проектирование и производство систем для измерения и мониторинга биологических процессов. Тематика проектов близка оригинальной версии подхода CDIO и соответствует сфере действия программы.

С. ГУННАРССОН, УНИВЕРСИТЕТ ЛИНЧЁПИНГА Существует несколько способов творческой реализации проектно-внедренческих работ в области биологической инженерии. Например, проектно-внедренческая деятельность может выполняться на молекулярном уровне и заключаться в использовании направленного мутагенеза для изменения функций определенного белка в микроорганизме. Первым этапом проекта будут проектирование модифицированной генной последовательности и прогнозирование изменений в структуре белка. На втором этапе необходимо создать плазмиду, в состав которой войдет измененный ген, и трансфектировать ею бактерии. После этого бактерии выращивают (культивируют) для получения рекомбинированного белка. На последнем этапе проводится анализ функций белка или генно-модифицированных бактерий с применением биохимических методов. Ведение записей о ходе эксперимента позволяет усилить обучающий эффект.

К.Й. ФРАНЦЕН, ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЧАЛМЕРСА Подход CDIO применяется и к другим программам в области биоинженерии. Специализация «Биомедицинская инженерия», например, была открыта в программе «Машиностроение и материаловедение» Университета Куинс (Канада) в 2007 г. В Ливерпульском университете (Великобритания) подход CDIO был использован для реформирования программы в области материаловедения и технологии материалов (пример 11.3). 4 42

С целью приведения в полное соответствие со стандартами CDIO были модифицированы трехлетняя бакалаврская и четырехлетняя магистерская программы по направлению «Материаловедение» Ливерпульского университета. Более 90% дисциплин первого года обучения по программам совпадают с дисциплинами других инженерных программ вуза (в области машиностроения, авиакосмической промышленности, гражданского строительства и проектирования изделий). Учебные планы инженерных программ в первом году обучения различаются лишь одним модулем, направленным на создание представления о выбранной специальности. В рамках данного модуля группы студентов, обучающихся по бакалаврской и магистерской программам «Материаловедение», создают собственную классификацию материалов. Получаемая классификация обладает большинством признаков конечного продукта, а ее создание, безусловно, требует системного подхода. Все студенты первого курса выполняют проекты по проектированию, созданию и тестированию объектов в командах по пять или шесть человек, что обеспечивает общее соответствие программным целям CDIO. Некоторые особенности обучения на базе единой инженерной кафедры приносят ощутимую выгоду для студентов материаловедческих программ на втором, третьем и четвертом годах обучения. Студенты, обучающиеся на материаловедческих программах, идеально подходят для любой студенческой команды, так как способны правильно выбрать необходимые материалы при выполнении заданий CDIO и особенно эффективно сотрудничают со студентами, обучающимися по направлению «Проектирование изделий». Один из примеров заданий — улучшение характеристик (вес, сопротивление вдавливанию и стоимость) стальной двери от машины. При выполнении задания студенты должны создать проект будущего изделия, выбрать материал для образца и

443

11. Перспективы развития

ПРИМЕР 11.3. «ПЛАНИРОВАНИЕ—ПРОЕКТИРОВАНИЕ— ПРОИЗВОДСТВО—ПРИМЕНЕНИЕ» В ПРОГРАММАХ «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ» ЛИВЕРПУЛЬСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

протестировать его (как физический образец, так и его виртуальную модель с применением специального программного обеспечения). При выполнении проекта студенты также формируют межличностные навыки, такие как подготовка и представление отчетов перед сотрудниками компании и обсуждение советов. Все описанные проекты пользуются интересом у студентов.

П. ГУДХЬЮ, ЛИВЕРПУЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Ча стич но е при м е н е н и е подхода CD I O. Университеты — партнеры инициативы CDIO стремятся реализовать все 12 стандартов CDIO в своих программах. Тем не менее некоторые вузы могут посчитать одни компоненты подхода CDIO важными, а другие — менее актуальными или нереальными с учетом обстоятельств, в которых реализуются их программы. В связи с этим встает вопрос, какому минимуму процентов стандартов CDIO должна соответствовать программа CDIO. Не существует четкого уровня, после которого программа становится или перестает быть программой CDIO. Однако сложно представить программу CDIO, которая не соответствует какому-либо варианту стандарта 1 CDIO, требующего принятия жизненного цикла объекта, процесса или системы в качестве контекста инженерного образования. В главе 9 были названы шесть стандартов как определяющие отличительные черты программ CDIO. Остальные пять считаются дополнительными и способствующими внедрению опыта лучших практик. К образовательным программам, не нуждающимся в применении всего подхода, могут быть применены отдельные его части. В таком случае подход CDIO рассматривается как набор средств, направленных на развитие программы и оказание поддержки преподавателям. Например, если руководство программы не согласно с использованием модели 4П в качестве контекста или ключевой ролью проектно-внедренческой деятельности, оно может извлечь выгоду из системного подхода к разработке программы. Одним из полезных новшеств подхода CDIO стало систематическое планирование и веде4 44

Применение подхода CDIO к программам второго и третьего уровней Инициатива CDIO начиналась как проект по реформированию инженерных программ первого уровня (бакалавриата). В настоящее время прослеживается огромный интерес в применении подхода CDIO к программам второго уровня (магистратуры), особенно в Европе и Латинской Америке. Кроме того, стали появляться программы третьего уровня, которые направлены на формирование навыков ведения проектов, коммуникации и исследовательской работы и готовят так называемых промышленных докторов. Для того чтобы ответить на вопрос, возможно ли применение подхода CDIO к программам всех трех уровней, необходимо понимать концептуальные аспекты, а не «копаться» в деталях, касающихся реализации подхода. Программы CDIO реализуют образование в контексте профессиональной инженерной деятельности. Такое образование зависит от целей обучения, которые формулируются с участием заинтересованных сторон, определяют выбор учебных мероприятий и вписываются в интегрированный учебный план, состоящий из взаимодополняющих дисциплин. Профе сси я и н же н е ра к ак контекст и н же н е р ного об ра зован и я. Очевидно, что этот фактор может различаться в зависимости от уровня программы. В то время как большинство бакалаврских программ направлены на подготовку инженеров, выпускники программ третьего уровня чаще всего становятся учеными. На магистерском уровне существует огромное разнообразие типов программ как научно-ориентированных, так и инженерно-ориентированных. Для того чтобы соответствовать всему разнообразию программ, формулировка контекста может быть изменена с «роли профессионального инженера» на более общую «роль профессионала», что позволяет самостоятельно решить, относится ли про445

11. Перспективы развития

ние документации, привлечение заинтересованных лиц, сравнительная оценка и создание современного рабочего пространства.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

фессиональный контекст к проведению научных исследований или ведению практической инженерной деятельности. Например, контекст может быть сформулирован так: «программа Х является строго научно-ориентированной, где студенты учатся думать, анализировать и решать задачи в контексте исследования, а не производства технической продукции. Основное внимание уделяется производству знаний, а не «изделий» [8]. Такое изменение контекста ведет к пересмотру других стандартов CDIO, однако это не снизит их применимость. Ц ел и о бу ч е н и я , которые формулируются с у ч а ст и е м заинтересованных сто р он и оп р ед е ляют выб ор у ч е б н ы х м е ро при я т и й. Обсуждение этого вопроса невозможно без определения, какие разделы CDIO Syllabus применимы в программах второго и третьего уровней, а какие нет. Отвечая на вопрос о сфере применения, мы считаем, что разделы 2 и 3 CDIO Syllabus включают знания и навыки, которые важны как для исследователей, так и для инженеров. Исследователям, несомненно, необходимы личностные умения, такие как способность решать задачи, экспериментировать, приобретать знания и системно мыслить. Межличностные компетенции представляют не меньшее значение для проведения исследовательской работы. Современные исследования обычно проводятся группами учеными из разных стран, что требует умения взаимодействовать. Для того чтобы получить финансирование для проведения исследования, необходимо иметь не только блестящую идею, но и хорошие коммуникативные навыки. Результаты обучения, определяющие необходимые навыки коммуникации, могут быть сформулированы вокруг исследовательских задач, например умение писать научные статьи и заявки на гранты. Актуальность раздела 4 «Планирование, проектирование, производство и применение» зависит от характера программы. Так, в программе подготовки специалистов по производству продукции могут быть использованы все пункты раздела 4, в то время как в программе подготовки физиков — ни одного. Независимо от того, какие разделы CDIO Syllabus используются при реформировании программы, в подходе CDIO существу4 46

Применение подхода CDIO к неинженерным программам Принципы и опыт подхода CDIO применимы к большинству программ высшего образования. На самом абстрактном уровне подход строится на следующих принципах. • Образование должно быть организовано в контексте практики. 447

11. Перспективы развития

ют соответствующие им средства определения и формулирования целей и результатов обучения программы. Другой важный вопрос — различный уровень владения навыками в зависимости от уровня программы. Насколько должен повыситься уровень владения навыками после окончания магистерской программы? Этот вопрос еще не был изучен в рамках инициативы CDIO и не имеет количественного ответа. Однако определенные результаты, видимо, появятся в ходе реализации Болонского процесса, одной из задач которого — разработка международных критериев бакалаврского, магистерского и докторского уровней с позиции образовательных целей, в том числе технических знаний и навыков коммуникации [1]. Существует также вероятность, что цели, определенные на международном уровне, останутся абстрактными, а детали будут определяться с участием заинтересованных лиц для каждой программы отдельно. Применение подхода CDIO к магистерской программе, тесно связанной с бакалаврской программой, также потребует определения последовательности учебных мероприятий. Этот вопрос подробно обсуждается в рамках стандарта 4 CDIO «Введение в инженерную деятельность» и стандарта 5 CDIO «Опыт ведения проектно-внедренческой деятельности». Будет крайне сложно работать с магистрантами, которые не получили подобного опыта на уровне бакалавриата. Такие студенты могут иметь отличные технические знания, но обладают гораздо более скромными личностными и межличностными компетенциями и навыками создания объектов, процессов и систем. Для адаптации таких студентов, возможно, потребуются дополнительные курсы.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

• Обязательно наличие перечня планируемых результатов обучения: знаний, умений и личностных качеств, к которым должны стремиться студенты. • Желаемый уровень профессионализма должен определяться с привлечением заинтересованных сторон. • Интеграция учебного плана и педагогических подходов должна способствовать достижению планируемых результатов обучения. • Оценка качества подготовки студентов и программы должна строиться на результатах обучения. • Результаты оценки должны доводиться до сведения преподавателей и студентов и использоваться для постоянного улучшения. Какая программа не изменится к лучшему при систематическом применении такого подхода? CDIO Syllabus, включающий планируемые результаты обучения инженерных программ, может быть легко адаптирован под нужды практически любой образовательной программы. Раздел 1 «Дисциплинарные знания и понимание» может быть переформулирован в «Предметные знания». Раздел 2 «Личностные компетенции и профессиональные навыки» и раздел 3 «Межличностные компетенции» в целом подходят для всех образовательных программ высшего образования. Обобщение названия раздела 4 «Планирование, проектирование, производство и применение систем в контексте предприятия, общества и окружающей среды» до формулировки «Допрофессиональные знания и навыки» способствует максимальному расширению сферы его применения. Таким же образом могут быть изменены стандарты CDIO в соответствии с измененным стандартом 1 CDIO «Образование в контексте практики». Для того чтобы точно сформулировать результаты обучения по программе, можно также обратиться к профессиям, в которых используются объекты, процессы или системы. Этот метод применим, например, в архитектуре, медицине, образовании и менеджменте. Основополагающие процессы в архитектуре подобны инженерным 4 48

ЗАКЛЮЧЕНИЕ В главе 11 мы обсудили собственный взгляд на перспективы развития инженерного образования и пути реализации подхода CDIO в будущем. К наиболее важным 449

11. Перспективы развития

процессам с той разницей, что архитекторы больше внимания уделяют вопросам эстетики и визуального дизайна. Применение подхода CDIO к этой предметной области будет наиболее простым. В действительности многие преподаватели архитектурных программ могли заметить, что применение принципа 4П сближает инженерное образование с архитектурным, в котором большое внимание уделяется практическому обучению. Стандарт 1 CDIO требует принятия принципа, согласно которому жизненный цикл объектов процессов и систем является контекстом инженерного образования. В инженерных областях понятия «объект», «процесс» и «система», как правило, четко определены, однако они могут полностью отсутствовать в других специальностях. Например, контекстом медицинского или педагогического образования будет оказание услуг и улучшение здоровья (образования) пациентов (студентов). Включение в CDIO Syllabus и стандарты CDIO понятия «услуга» позволит адаптировать подход к этим специальностям. Еще одна возможная область применения подхода — менеджмент, которая также требует переосмысления понятий «объект», «процесс» и «система». Подход CDIO, тем не менее, может применяться к образовательным программам по этому направлению в той степени, в которой в менеджменте используются понятия «стратегия», «организация», «продукция» и «услуги». В настоящее время подход CDIO активно применяется к программам по направлению «Менеджмент» в университетах Сингапура и Гватемалы. Адаптация подхода к профессиональным областям, в которых прямо не используются объекты, процессы или системы, требует осмысления его основных положений на наиболее абстрактном уровне. Например, в социологии, гуманитарных дисциплинах, искусстве и науке возникнут вопросы «В чем заключается практический контекст?» и «Кто являются заинтересованными лицами?».

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

факторам, определяющим развитие инженерного образования, относятся научные открытия и технологические разработки, интернационализация, академическая мобильность, навыки и личностные качества студентов младших курсов инженерных вузов, гендерные вопросы и необходимость привлечение новых групп населения, а также государственная политика. Мы также обсудили, как подход CDIO может применяться к новым инженерным областям, программам второго и третьего уровней образования и неинженерным специальностям. Мы начали эту книгу словами: «Задача инженерного образования — подготовка выпускников к успешной профессиональной деятельности, а значит, формирование у студентов предметной компетентности, понимания социального контекста и стремления к инновациям. Для повышения уровня производительности, предпринимательства и лидерства в условиях возрастающей технологической сложности объектов, процессов и систем существенными становятся соответствующие знания, навыки и личностные качества, что обосновывает крайнюю необходимость модернизации содержания базового инженерного образования на уровне бакалавриата». Мы считаем, что подход CDIO способствует решению поставленной задачи. Он позволяет подготовить студентов, «умеющих проектировать и создавать». Он направлен на образование, в котором формируются теоретические знания и практические навыки. Он представляет собой прагматический и системный подход к созданию интегрированного учебного плана и педагогических принципов, в соответствии с которыми разрабатываются оценочные средства. Мы также создали несколько открытых ресурсов, которые позволяют другим использовать подход CDIO, понимая, что его применение не может быть обязательным. Мы предлагаем ресурсы и подходы, которые могут быть адаптированы и реализованы в любой программе. Мы надеемся, что существующие ресурсы будут развиваться. Мы по-прежнему анализируем результаты нашей работы по улучшению образования и подготовки выпускников, способных создавать комплексные инженерные объекты, процессы и системы, которые важны для будущего всего человечества. 4 50

1. Как, с вашей точки зрения, изменится инженерное образование в ближайшие 10, 20 лет? 2. Какие изменения в науке, технике и экономике могут оказать наибольшее влияние на инженерное образование в ближайшие 20 лет? 3. Как может измениться ваша программа в свете идей, изложенных в этой книге? ЛИТЕРАТУРА 1. The Bologna Process. Available at . Accessed January 9, 2014. 2. Canadian Engineering Accreditation Board. Available at . Accessed January 9, 2014. 3. Washington Accord. Available at . Accessed January 9, 2014. 4. ABET. Criteria for accrediting engineering programs effective for evaluations during the 2013–2014 accreditation cycle. 2013. Available at . Accessed January 9, 2014. 5. European Network for Accreditation of Engineering Education. Available at . Accessed January 9, 2014. 6. Augusti G. Accreditation of engineering programmes: A PanEuropean approach. 33rd SEFI annual conference, Ankara, Turkey, September 7–10, 2005. 7. Irandoust S. et al. Att lyfta matematiken—intresse, lärande, kompetens. Lifting mathematics— interest, learning, competence. SOU2004:97, in Swedish. 2004. 8. Malmqvist J., Edström K., Gunnarsson S., Östlund S. Use of the CDIO standards in Swedish National Evaluation of engineering educational programs // Proceedings of the 1st International CDIO Conference. Kingston, Canada, 2005.

451

11. Перспективы развития

ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ

Приложение 1: CDIO Syllabus 2.0 1. ДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ЗНАНИЯ И ПОНИМАНИЕ 1.1. БАЗОВЫЕ НАУЧНЫЕ ЗНАНИЯ 1.1.1. 1.1.2. 1.1.3. 1.1.4.

Математика (включая статистику) Физика Химия Биология

1.2. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ИНЖЕНЕРНЫЕ ЗНАНИЯ (В зависимости от программы) 1.3. УГЛУБЛЕННЫЕ ИНЖЕНЕРНЫЕ ЗНАНИЯ, МЕТОДЫ И СРЕДСТВА (В зависимости от программы) 2. ЛИЧНОСТНЫЕ КОМПЕТЕНЦИИ И ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ НАВЫКИ 2.1. АНАЛИТИЧЕСКОЕ МЫШЛЕНИЕ И СПОСОБНОСТЬ РЕШАТЬ ЗАДАЧИ 2.1.1. Выявление и формулирование проблемы Данные и характеристики Допущения и источники отклонений Вопросы приоритета в контексте конечных целей План действий (обобщенная модель, аналитическое и численное решение, качественный анализ, экспериментирование и учет неопределенностей) 2.1.2. Моделирование Допущения для упрощения сложных систем и процессов Концептуальные и качественные модели Количественные модели и имитационное моделирование 2.1.3. Оценка и качественный анализ Порядки величин, границы, отклонения Проверка на стабильность и ошибки (пределы, единицы измерения и т.д.) Обобщения аналитических решений

4 52

2.1.5. Решение и рекомендации Решения проблем Значимые результаты решений и данные проверок Расхождения в результатах Итоговые рекомендации Возможные улучшения в процессе решения проблем 2.2. ЭКСПЕРИМЕНТИРОВАНИЕ, ИССЛЕДОВАНИЕ И ПРИОБРЕТЕНИЕ ЗНАНИЙ 2.2.1. Формулирование гипотезы Основные вопросы исследования Гипотезы для проверки Элементы управления и контрольные группы 2.2.2. Анализ литературы в печатном и электронном виде Стратегия изучения литературы Исследование информации, литературных источников, электронных баз данных Систематизация и классификация первичной информации Качество и надежность информации Сущность и инновационность информации Вопросы, оставшиеся без ответа Цитаты для ссылок 2.2.3. Экспериментальное исследование Концепция и стратегия эксперимента Меры безопасности при проведении эксперимента Исследования, основанные на методах социальных наук Экспериментальная конструкция Протоколы испытаний и техника проведения эксперимента

453

Приложение 1: CDIO Syllabus 2.0

2.1.4. Анализ в условиях неопределенности Неполная и противоречивая информация Вероятностные и статистические модели событий и последствий Анализ технической эффективности и рисков Анализ решений Границы и резервы

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Экспериментальные измерения Экспериментальные данные Сравнение экспериментальных данных и результатов моделирования 2.2.4. Проверка и защита гипотезы Статистическая достоверность данных Ограничения по использованию данных Заключения, подтвержденные данными Возможные улучшения процессов получения знаний 2.3. СИСТЕМНОЕ МЫШЛЕНИЕ 2.3.1. Целостное мышление Система, ее элементы, функции и поведение Междисциплинарный подход, гарантирующий изучение системы по всем значимым аспектам Общественный, предпринимательский и технический контекст системы Внешние взаимодействия и поведение системы 2.3.2. Взаимодействие внутри систем Абстракции, необходимые для определения и моделирования сущности или элементов системы Значимые взаимоотношения, взаимодействия элементов и интерфейс системы Функциональные и поведенческие свойства (преднамеренные и непреднамеренные) системы Эволюционная адаптация системы со временем 2.3.3. Расстановка приоритетов Все факторы, относящиеся к системе в целом Наиболее активные факторы Распределение энергии и ресурсов для решения ключевых вопросов 2.3.4. Уступки, суждения и соблюдение интересов при вынесении решения Противоречия и факторы компромиссного решения Решения, приводящие к балансу факторов, устраняющие противоречия и оптимизирующие систему в целом

4 54

2.4. УНИВЕРСАЛЬНЫЕ КОМПЕТЕНЦИИ И ЛИЧНОСТНЫЕ КАЧЕСТВА 2.4.1. Инициатива и желание принимать решение в условиях неопределенности Необходимость и возможности для инициативы Лидерство в новых подходах, склонность к соответствующим действиям Решения, основанные на информации, имеющейся «под рукой» Разработка направления деятельности Потенциальные выгоды и риски, связанные с решениями и деятельностью 2.4.2. Настойчивость, стремление к конечному результату, изобретательность и гибкость Чувство ответственности за результат Уверенность в себе, смелость и энтузиазм Стремление к достижению целей Важность напряженной работы, энергичность и внимание к деталям Решительные действия, достижение результатов и отчетность Адаптация к переменам Изобретательность в использовании ресурсов исходя из ситуации Способность, желание и готовность работать самостоятельно Желание работать в команде, восприятие различных точек зрения, учет мнения других Восприятие обратной связи, критики, желание рефлексировать Баланс между личной и профессиональной жизнью 2.4.3. Творческое мышление Концептуализация и абстрагирование Синтез и обобщение Изобретательский процесс Роль творчества в искусстве, естественных и гуманитарных науках, технике и технологиях

455

Приложение 1: CDIO Syllabus 2.0

Гибкие решения, альтернативные оптимальным, в течение времени жизни системы Возможные улучшения в использовании системного мышления

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

2.4.4. Критическое мышление Цель и постановка проблемы или вопроса Допущения Логические аргументы и решения Подкрепляющие доказательства, факты и информация Точки зрения и теории Заключения и выводы Рефлексия на качество мышления 2.4.5. Понимание собственных навыков, умений и личностных качеств Умения, заинтересованность, знание своих сильных и слабых сторон Расширение возможностей и ответственности за саморазвитие для преодоления слабостей Важность глубины и широты знаний Понимание того, как эффективно и каким образом человек думает Связь знаний воедино и определение структуры знания 2.4.6. Обучение в течение всей жизни Мотивация к постоянному самообразованию Навыки самообразования Собственный стиль обучения Отношения с наставниками Способность учиться у других 2.4.7. Управление временем и ресурсами Расстановка приоритетов в целях и задачах Важность и (или) неотложность задач Эффективность решения задач 2.5. ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ КОМПЕТЕНЦИИ И ЛИЧНОСТНЫЕ КАЧЕСТВА 2.5.1. Этика, честь и социальная ответственность Этические стандарты и принципы Моральное стремление действовать по принципам, несмотря на неблагоприятные условия Предотвращение конфликтов между профессиональными этическими понятиями Приверженность к выполнению служебных обязанностей

4 56

2.5.2. Профессиональное поведение Профессиональная манера держать себя Профессиональная вежливость Международные нормы межличностных отношений 2.5.3. Упреждающее видение и планирование карьеры Личное видение будущего Стремление реализовать лидерский потенциал Портфолио профессиональных умений Учет вклада в общество Стимулирование и вдохновение других 2.5.4. Осведомленность в актуальных вопросах инженерной области Потенциальное влияние новых научных открытий Техническое и социальное воздействие новых технологий Знакомство с современными технологиями и практикой Связь между инженерной теорией и практикой 2.5.5. Справедливость и терпимость Приверженность к одинаковому обращению с другими Восприятие различий отдельных работников Восприятие различных исторических условий 2.5.6. Доверие и лояльность Лояльность по отношению к коллегам и команде Признание и подчеркивание вклада других людей в работу Помощь другим в достижении успеха 3. МЕЖЛИЧНОСТНЫЕ КОМПЕТЕНЦИИ: РАБОТА В КОМАНДЕ И КОММУНИКАЦИЯ 3.1. РАБОТА В КОМАНДЕ 3.1.1. Формирование эффективной команды Стадии формирования команды и ее жизненный цикл

457

Приложение 1: CDIO Syllabus 2.0

Правдивость Приверженность помогать другим и служить обществу в широком смысле

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Задачи и процессы командной работы Распределение ролей и ответственности в команде Цели, потребности и индивидуальные качества (стили работы, культурные различия) членов команды Сильные и слабые стороны команды и ее членов Основные правила конфиденциальности, ответственности и проявления инициативы 3.1.2. Работа в команде Цели и план работы Планирование и содействие эффективному проведению встреч Основные правила работы в команде Эффективные коммуникации (внимательное выслушивание других, сотрудничество, предоставление и получение информации) Позитивная и эффективная обратная связь Планирование, следование графику и реализация проекта Поиск решений проблем (креативность и принятие командных решений) Улаживание конфликтов, ведение переговоров, нахождение компромиссов Делегирование полномочий членам команды 3.1.3. Рост и развитие команды Стратегии рефлексии, оценки и самооценки Навыки управления и развития команды Способность к личностному росту внутри команды Стратегии коммуникации и отчетности команды 3.1.4. Управление командой Цели и задачи команды Управление процессами работы команды Виды лидерства и содействия (направление, наставничество, поддержка, делегирование) Методы мотивации (поощрение, примеры, признание и др.) Представление команды Наставничество и консультирование

4 58

3.2. КОММУНИКАЦИЯ 3.2.1. Стратегия коммуникации Коммуникативная ситуация Цели коммуникации Потребности и характер целевой аудитории Коммуникативный контекст Стратегия коммуникации Необходимое сочетание медиасредств Коммуникативный стиль (предложение, рассмотрение, совместная работа, документирование, обучение) Содержание и организация 3.2.2. Структура коммуникации Логические убедительные доводы Соответствующая структура и взаимосвязи между идеями Подходящие, надежные, точные доказательства Лаконичность, точность и ясность языка изложения Риторические факторы (предвзятость аудитории) Междисциплинарная и мультикультурная коммуникация 3.2.3. Письменная коммуникация Согласованное написание с плавными переходами Орфографически, пунктуационно и грамматически верное написание Форматирование документов Составление технических документов

459

Приложение 1: CDIO Syllabus 2.0

3.1.5. Технические и междисциплинарные команды Работа в различных типах команд. Междисциплинарные команды (включая представителей нетехнических дисциплин) Малые/большие команды Расстояние, распределенные и электронные среды Техническое взаимодействие с членами команд Работа с представителями нетехнических дисциплин

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Различные стили письма (неформальное, формальное, отчет, резюме и т.д.) 3.2.4. Электронная/мультимедийная коммуникация Подготовка электронных презентаций Соответствующие правила при использовании электронной почты, голосовых сообщений, видеоконференций Различные электронные стили (чаты, интернет) 3.2.5. Графическая коммуникация Создание эскизов и чертежей Создание таблиц, графических объектов и схем Технические чертежи и визуализация Использование графических средств 3.2.6. Устная презентация Подготовка презентаций и использование медиасредств с выбором соответствующего языка, стиля, временных рамки и темпа Соответствующие невербальные коммуникации (жесты, зрительный контакт, осанка) Четкие ответы на вопросы 3.2.7. Умение задать вопрос, слушать и вести диалог Внимательное выслушивание мнений других и стремление их понять Постановка обдуманных вопросов Анализ различных точек зрения Конструктивный диалог Признание идей, которые лучше собственных 3.2.8. Ведение переговоров, нахождение компромисса и разрешение конфликтов Распознание потенциальных разногласий, напряженных отношений и конфликтов Переговоры для поиска приемлемых решений Достижение согласие без ущемления основных принципов Сглаживание конфликтов 3.2.9. Защита интересов Четкое выражение собственной точки зрения Объяснение того, как было достигнуто умозаключение или выводы

4 60

3.2.10. Установление контактов Учет мнений людей, имеющих иные навыки, культуру или опыт Вовлечение и установление связей с разноплановыми личностями Создание социальных сетей Активизирование и использование сетей для достижения целей 3.3. КОММУНИКАЦИЯ НА ИНОСТРАННЫХ ЯЗЫКАХ 3.3.1. Родной язык 3.3.2. Языки промышленных стран-партнеров 3.3.3. Другие языки 4. ПЛАНИРОВАНИЕ, ПРОЕКТИРОВАНИЕ, ПРОИЗВОДСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМ В КОНТЕКСТЕ ПРЕДПРИЯТИЯ, ОБЩЕСТВА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ — ИННОВАЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС 4.1. ВНЕШНИЙ, СОЦИАЛЬНЫЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТЕКСТ 4.1.1. Обязанности инженера Цели и роли в инженерной профессии Ответственность инженеров перед обществом и стабильность будущего 4.1.2. Влияние инженерной деятельности на общество и окружающую среду Влияние инженерной деятельности на окружающую среду, социальную, знаниевую и экономическую системы в современном мире 4.1.3. Общественный контроль инженерной деятельности Роль общества и его представителей в регулировании инженерной деятельности Способы, которыми юридические и политические системы регулируют и влияют на инженерную деятельность Способы, которыми профессиональное сообщество лицензирует и устанавливает стандарты

461

Приложение 1: CDIO Syllabus 2.0

Оценка того, насколько хорошо вы были поняты Адаптация методов отстаивания позиции в зависимости от аудитории

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Способы создания, использования и защиты интеллектуальной собственности 4.1.4. Историко-культурный контекст Различная природа и история человеческих сообществ, их литературных, философских и художественных традиций Дискурс и анализ, необходимые для обсуждения языков, идей и ценностей 4.1.5. Современные проблемы и ценности Современные значимые политические, социальные, юридические, экологические проблемы и ценности Процессы становления современных ценностей и роль субъектов в этих процессах Механизмы расширения и распространения знаний 4.1.6. Развитие глобального мировоззрения Интернационализация человеческой деятельности Сходства и различия политических, общественных, экономических, деловых, и технических норм и стандартов в различных культурах Международные и межправительственные соглашения и союзы 4.1.7. Устойчивое развитие Определение устойчивого развития Цели и важность устойчивого развития Принципы устойчивого развития Необходимость применения принципов устойчивого развития в инженерной деятельности 4.2. ДЕЛОВОЙ КОНТЕКСТ 4.2.1. Уважение различных предпринимательских культур Различия в процессах, культуре, показателях успехов в разнообразных организационных культурах: Корпоративные/академические/правительственные/некоммерческие/ общественные Ориентированные на рынок/плановые

4 62

4.2.2. Стратегия, цели и планирование предприятия Заинтересованные стороны (владельцы, сотрудники, потребители и др.) Обязательства перед заинтересованными сторонами Миссия, сфера деятельности и цели предприятия Стратегия и распределение ресурсов Основная область деятельности предприятия и рынки Взаимоотношения с ключевыми партнерами и поставщиками 4.2.3. Техническое предпринимательство Предпринимательские возможности, которые могут быть реализованы в ходе ведения инженерной деятельности Технологии, обеспечивающие создание новых продуктов и систем Финансовая и организационная структура 4.2.4. Работа в организации Функции управления Различные функции и обязанности в организации Обязанности в функциональной и линейной организационных структурах Эффективная работа внутри организации и ее иерархии Изменения, динамика и эволюция в организациях 4.2.5. Работа в международной организации Культура и традиции предприятия, как отражение национальной культуры Эквивалентность квалификаций и степеней Правовое регулирование международной деятельности

463

Приложение 1: CDIO Syllabus 2.0

Большие/малые Централизованные/распределенные Научно-исследовательские/производственные Зрелые/в стадии развития С длинными/короткими циклами С наличием/отсутствием профсоюза

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

4.2.6. Разработка и оценка новой технологии Процесс научно-технологического развития Технологии определения и оценки Перспективы технологического развития Методы защиты интеллектуальной собственности и патенты 4.2.7. Финансово-экономическое сопровождение инженерного проекта Финансовые и управленческие цели и показатели Финансирование проекта — вложение и возврат средств, временной график Финансовое планирование и контроль Влияние проектов на финансовую систему, доход и наличные средства предприятия 4.3. ПЛАНИРОВАНИЕ 4.3.1. Понимание потребностей и постановка целей Потребности и возможности Потребности заинтересованных сторон и других участников рынка Возможности, возникающие от появления новых технологий или скрытых потребностей Экологические нужды Факторы, определяющие содержание системных целей Цели предприятия, стратегия, потенциальные возможности, альянсы Информация о конкурентах и бенчмаркинг Этическое, социальное, экологическое, юридическое и законодательное влияние Вероятность изменения факторов, которые влияют на систему, ее цели и ресурсы Системные цели и требования Язык/формат целей и требований Первоначальная постановка целей (на основе потребностей, возможностей и других факторов) Показатели работы системы Требования полноты и непротиворечивости 4.3.2. Определение функции, концепции и архитектуры Необходимые функции системы (характерные параметры)

4 64

4.3.3. Разработка системы, моделирование и определение границ Необходимые модели, описывающие технические и другие характеристики Анализ внедрения и работы Стоимость и издержки жизненного цикла (проектирование, реализация, функционирование, потенциал и др.) Баланс преимуществ и недостатков различных целей, функций, концепции, структуры и обеспечение их сближения Планирование управления взаимодействия 4.3.4. Проектный менеджмент Управление затратами, реализацией и графиком выполнение проекта Назначение контрольных точек и оценка Управление конфигурацией проекта и документация Сравнение выполненной работы с планом Контроль освоения бюджета проекта Оценка и распределение ресурсов Риски и альтернативы Варианты улучшения процесса развития 4.4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ 4.4.1. Процесс проектирования Требования к каждому элементу в соответствии с уровнем целей и требованиями системы Альтернативные решения при проектировании Первоначальный вариант проекта Учет жизненного цикла при проектировании Создание экспериментальных прототипов и пробных образцов

465

Приложение 1: CDIO Syllabus 2.0

Системные концепции Задание подходящего уровня технологичности Взаимовлияние концепций и их новые сочетания Высокоуровневые архитектурные формы и структуры Декомпозиция целого на составляющие, задание функций составляющим, определение внешнего вида

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Необходимая оптимизация с учетом наличия ограничений Проведение ряда итераций для достижения согласованности Окончательный вариант проекта Приспособление к изменяющимся требованиям 4.4.2. Определение этапов проектирования и подходов Деятельность на каждой стадии системного проектирования (например, концептуальный, предварительный, детализированный проект) Модели проектирования, соответствующие конкретному проекту (каскадная, спиральная, параллельная и др.) Процессы проектирования единичных, платформенных и вторичных продуктов 4.4.3. Применение знаний в проектировании Технические и научные знания Модели мышления (метод решение проблем, опрос, системное, творческое и критическое мышление) Предварительная подготовка в заданной области, стандартизация и повторное использование проектов (включая обратный инжиниринг, реструктуризацию и переработку проекта) Сбор информации о проекте 4.4.4. Дисциплинарное проектирование Соответствующие техники, средства и процессы Определение характеристик и валидация проектировочных средств Количественный анализ альтернативных решений Моделирование и проверка Оптимизация проекта 4.4.5. Междисциплинарное проектирование Взаимосвязи между дисциплинами Отличия в условиях и допущениях Отличия в сущности дисциплинарных моделей Междисциплинарные среды проектирования Междисциплинарный проект

4 66

4.5. ПРОИЗВОДСТВО 4.5.1. Проектирование устойчивого процесса производства Цели и исходные параметры для процесса внедрения, затраты и качество Проектирование системы реализации: Распределение функций между подразделениями Рабочие процессы Учет общественных пользователей и операторов Условия устойчивого развития 4.5.2. Производство оборудования Изготовление составляющих Сборка составляющих в более крупные конструкции Допуски, отклонения, ключевые характеристики и процесс статистического контроля 4.5.3. Производство программного обеспечения Разбивка многоуровневых составляющих на модульные проекты (включая алгоритмы и структуры данных)

467

Приложение 1: CDIO Syllabus 2.0

4.4.6. Проектирование с целью устойчивого развития, безопасности, эстетики, удобства в использовании. Проектирование для обеспечения: Работы, качества, надежности, расчета издержек и стоимости жизненного цикла Устойчивого развития Безопасности и защиты данных Эстетики Эргономических характеристик, взаимодействия и надзора Внедрения, верификации, проверки и экологической устойчивости Эксплуатации Надежности эксплуатации и безопасности работы Развития и улучшения продукта Изъятия из эксплуатации, возможности повторного использования и утилизации

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Алгоритмы (структуры данных, процесс управления, поток данных) Язык программирования Низкоуровневое проектирование (кодирование) Создание системы 4.5.4. Аппаратно-программная интеграция Интеграция программного обеспечения в электронную технику ( размер процессора, коммуникации и т.д.) Интеграция программного обеспечения с датчиками, приводами и механической техникой Функционирование и безопасность программной и аппаратной продукции 4.5.5. Тестирование, проверка, утверждение и сертификация Процедуры испытания и анализа (аппаратного и программного обеспечения и др.) Проверка рабочих характеристик на соответствие требованиям системы Соответствие рабочих характеристик запросам потребителей Сертификация на соответствие стандартам 4.5.6. Управление производством Организация и структура реализации проекта Ресурсы и партнеры Сети поставщиков и логистика Контроль над издержками на производство, выполнением графика работ Обеспечение качества Общественное здоровье и безопасность Защита окружающей среды Возможные улучшения в процессе производства 4.6. ПРИМЕНЕНИЕ 4.6.1. Проектирование и оптимизация устойчивого и безопасного применения Цели и измеримые показатели для эксплуатационных характеристик, издержки и стоимость Устойчивые рабочие процессы

4 68

4.6.2. Обучение и применение Обучение выполнению профессиональных работ: Моделирование контекста Инструктирование и обучение Процедуры Обучение работе с потребителями Производственные процессы Взаимосвязь между производственными процессами 4.6.3. Техническая поддержка жизненного цикла системы Техническое обслуживание и логистика Рабочие процессы жизненного цикла и надежность Издержки и стоимость обслуживания жизненного цикла Обратная связь для улучшения работы системы 4.6.4. Улучшение и развитие системы Предварительное планирование улучшений продукции Возможные улучшения, выявленные в ходе наблюдений за применением продукции Развивающие обновления системы Неплановые улучшения/решения, обусловленные производственной необходимостью 4.6.5. Демонтаж и утилизация Завершение полезного рабочего цикла Способы вывода из эксплуатации/утилизация Остаточная стоимость Учет вопросов охраны окружающей среды при утилизации 4.6.6. Управление процессами применения Организация и структура эксплуатационных операций Партнеры и альянсы

469

Приложение 1: CDIO Syllabus 2.0

Безопасные и надежные рабочие процессы Структура рабочих процессов и их развитие Анализ и моделирование рабочих процессов

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Контроль над издержками, выполнением графика работ Обеспечение качества и безопасности Возможные улучшения в процессе производства Управление жизненным циклом работ Общественное здоровье и безопасность Защита окружающей среды Дополнительные требования к содержанию инженерного образования в части лидерства и предпринимательства Дополнение к CDIO Syllabus разработано как средство достижения соответствия запросам заинтересованных лиц в области инженерного лидерства и предпринимательства. 4.7. РУКОВОДСТВО ИНЖЕНЕРНЫМИ ПРОЦЕССАМИ Инженерное лидерство строится на факторах, которые уже отмечены выше, и включая: • позицию лидерства — ключевые личностные качества и характер, включая разделы: Универсальные компетенции и личностные качества (2.4), Профессиональные компетенции и личностные качества (2.5;) • отношения с людьми, включая разделы из Работы в команде (3.1), Коммуникации (3.2) и Коммуникации на иностранных языках (3.3); • понимание контекста, включая разделы: Внешний, социальный и экологический контекст (4.1), Деловой контекст (4.2), Планирование (4.3) и Системное мышление (2.3). Дополнения, формирующие целеустремленность: 4.7.1. Выявление проблемы, задачи или парадокса (в развитие раздела 4.3.1 «Понимание потребностей и постановка целей») Синтезирование потребностей или возможностей (которые могут быть удовлетворены технически) Уточнение главных вопросов Определение границ проблемы, которую необходимо решить Определение парадоксального явления для исследования

4 70

4.7.3. Нахождение решения (в развитие раздела 4.3.1 «Понимание потребностей и постановка целей») Замысел реализации инженерного решения Достижимые цели обеспечения качества, выполнения бюджета и графика Учет интересов потребителей Учет технологических возможностей Учет влияния законодательных, политических и конкурирующий сил 4.7.4. Разработка новой концепции решения (развитие 4.3.2 и 4.3.3) Определение требований и характеристик Высокоуровневая концепция решения Архитектура и интерфейсы Согласование с другими проектами предприятия Согласование со стратегией, ресурсами и структурой предприятие Дополнения, формирующие предвидение: 4.7.5. Создание и руководство организацией (развитие 4.2.4 и 4.2.5) Наем ключевых членов команды, обладающих взаимодополняющими навыками Становление процессов работы команды и технического взаимодействия Определение ролей, обязанностей и методов стимулирования Руководство принятием группового решения Оценка работы и прогресса группы Помощь в формировании компетенций других сотрудников и преемственность

471

Приложение 1: CDIO Syllabus 2.0

4.7.2. Творческое мышление и коммуникационные возможности (в развитие раздела 2.4.3 «Творческое мышление») Способы создания новых идей и подходов Новые взгляды на технические системы, которые отвечают запросам потребителей и общества Коммуникационные концепции для продуктов и предприятий Ясное видение будущего

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Привлечение внешних партнеров, обладающих другими компетенциями 4.7.6. Планирование и руководство полным циклом выполнения проекта (развитие 4.3.4) План действий и альтернативных решений для завершения проектов в назначенный срок Отклонение от плана и перепланирование Управления человеческими, временными, финансовыми и техническими ресурсами для выполнения плана Риски, структура и документация по программе Экономические аспекты программы и влияние на них принятых решений 4.7.7. Вынесение проектных и технических суждений, критическое обоснование (развитие 2.3.4 и 2.4.4) Принятие сложных технических решений в условиях неточной и неполной информации Опрос и критическая оценка решений, принятых другими Подтверждение входных данных информацией из нескольких источников Оценка фактических данных и определение достоверности ключевых предположений Способность понять альтернативные решения, предложенные другими Экспертная оценка ожидаемого развития всех решений в будущем 4.7.8. Инновации — разработка концепции, проектирование и вывод на рынок новых товаров и услуг (развитие 4.3 и 4.4) Проектирование и вывод на рынок новых товаров и услуг Проектирование решений, отвечающих запросам потребителя и общества Проектирование решений, основанных на балансе новых и существующих технологий Надежные, гибкие и адаптируемые продукты Учет текущей и будущей конкуренции Проверка эффективности решения

4 72

4.7.10. Производство и применение — создание и применение товаров и услуг, которые приносят прибыль (развитие 4.5 и 4.6) Руководство производством и применением Необходимость обеспечения качества Безопасность работ Процессы доведения ценности до потребителя и общества Комментарий. Последние три раздела представляют высший уровень ключевых процессов инженерной деятельности: планирование, проектирование, производство и применение. 4.8. ИНЖЕНЕРНОЕ ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВО Инженерное предпринимательство включает все аспекты разделов: — Социальный, экологический, предпринимательский и деловой контекст (4.1 и 4.2) — Планирование, проектирование, производство и применение (4.3–4.6) — Руководство инженерными процессами (4.7) Дополнения, связанные с особыми умениями в области инженерного предпринимательства: 4.8.1. Создание предприятия, организация и управление его работой Создание правосубъектной организации и ее финансовой структуры Команда партнеров, оказывающих поддержку (банк, юрист, бухгалтерия и т.д.) Учет местных трудовых законов и практики Формирование управленческой команды

473

Приложение 1: CDIO Syllabus 2.0

4.7.9. Изобретение — разработка новых устройств, материалов или процессов для создания новых товаров и услуг (развитие 4.2.6) Научно-технологическая основа и возможности Возможности воображения Изобретение прибора или процесса, который позволит создать новые товар или услугу Соблюдение правил защиты интеллектуальной собственности

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Утверждение первоначальной организации Совет компании Консультанты компании 4.8.2. Разработка бизнес-плана Мировые потребности, которые вы собираетесь удовлетворить Технология, которая обеспечит создание продукта Команда, которая сможет создать продукт План развития Использование капитала Стратегия ликвидности 4.8.3. Капитализация и финансирование компании Необходимый капитал и временной диапазон запросов (до достижения следующего контрольного рубежа) Инвесторы как источник капитала Альтернативные источники финансирования (правительство и т.д.) Схема инвестирования (условия, цены и т.д.) Финансовый анализ для инвесторов Управление финансами Промежуточные контрольные точки расходования средств на пути к прогрессу 4.8.4. Вывод на рынок инновационных товаров или услуг Размер потенциального рынка Анализ конкурентоспособности Проникновение на рынок Позиционирование продукта Отношения с потребителями Ценообразование продукта Организация продаж Поставка потребителям 4.8.5. Планирование производства продукции и услуг с использованием новых технологий Доступные новые технологии Оценка состояния готовности технологии Оценка возможностей предприятия к инновациям на основе новой технологии Оценка вклада технологии в создание продукта

4 74

4.8.6. Инновационная система, сеть, инфраструктура и сервис Связи для успеха предприятия Консультирование руководства предприятия Поддерживающие финансовые службы Инвесторские сети Поставщики 4.8.7. Формирование команды и стимулирование инженерных процессов Наем команды сотрудников с оптимальным сочетанием навыков Запуск технических процессов Формирование культуры инженерной деятельности Формирование процессов предприятия 4.8.8. Управление интеллектуальной собственностью Область действия интеллектуальной собственности продукта или технологии Стратегия охраны интеллектуальной собственности — наступление и защита Зарегистрированные патенты и подача предварительной заявки на патент Юридическая поддержка вопросов об интеллектуальной собственности Предпринимательские возможности, которые могут быть реализованы технологией Технологии, которые могут создавать новые продукты и системы Финансирование и организация предпринимательской деятельности

475

Приложение 1: CDIO Syllabus 2.0

Оценка технологий через мнения партнеров, наличие лицензии и т.д. Команда, которая превратит технологию в конечный продукт

Приложение 2: CDIO Standards 2.0 Издание 2.0 (с рубриками по самооценке) 8 декабря 2010 г.

ПРЕДИСЛОВИЕ В октябре 2000 г. был начат крупный международный проект по реформированию базового (первый уровень — бакалавриат) высшего образования в области техники и технологий. Этот проект, названный Всемирной инициативой CDIO, получил широкое распространение и теперь охватывает инженерные образовательные программы по всему миру. Задача проекта — такое обучение студентов, в основе которого лежит освоение инженерных знаний в контексте планирования, проектирования, производства и применения реальных систем, процессы и объектов (модель 4П). Инициатива CDIO имеет три основные цели — обучение студентов, способных: 1) применять базовые инженерные знания в практической деятельности; 2) руководить процессом создания и эксплуатации технических объектов, процессов и систем; 3) понимать важность и последствия воздействия научного и технического прогресса на общество. В рамках инициативы CDIO было разработано большое количество ресурсов, которые могут быть адаптированы и внедрены с учетом специфики конкретных образовательных программ и использованы для достижения обозначенных выше целей. Данные ресурсы предназначены для формирования образовательных программ, включающих взаимосвязанные дисциплины, где обучение предполагает освоение личностных и межличностных компетенций и навыков создания объектов, процессов и систем. В процессе обучения студенты получают богатый опыт ведения

4 76

СТАНДАРТЫ CDIO В январе 2004 г. в рамках инициативы CDIO были приняты 12 стандартов для описания программ CDIO. Эти принципы были разработаны в ответ на запросы руководителей программ, выпускников и партнеров от промышленности, которым необходимы были отличительные критерии программ CDIO и их выпускников. В результате в стандартах CDIO были определены специальные требования к программам CDIO, которые могут выступать руководством для реформирования и оценки образовательных программ, создавать условия для бенчмаркинга и задавать цели в международном контексте, служить отправной точкой для непрерывного улучшения. В 12 стандартах CDIO раскрывается философия программы (стандарт 1 CDIO) и предъявляются требования к разработке учебного плана (стандарты 2–4 CDIO), реализации проектно-внедренческой деятельности и рабочему пространству (стандарты 5 и 6 CDIO), методам преподавания и обучения (стандарты 7 и 8 CDIO), повышению квалификации преподавателей (стандарты 9 и 10 CDIO), а также оценке результатов обучения и программы в целом (стандарты 11 и 12 CDIO). Для каждого стандарта CDIO приводится описание, логическое обоснование и рубрика по самооценке. Описание. В разделе «Описание» приводится формулировка стандарта и объясняется его значение. Здесь определены ключевые термины и представлена основная информация. Обоснование. Логическое обоснование содержит аргументы в пользу принятия стандарта. Аргументы основываются на исследованиях в области образования, а также учитывают опыт лучших практик в инженерной деятельности и высшем образовании. В этом разделе приводятся отличительные черты подхода CDIO от остальных реформ в области образования.

477

Приложение 2: CDIO Standards 2.0

проектно-внедренческой и экспериментальной деятельности как в аудиториях, так и в современных учебных лабораториях. Один из таких ресурсов — стандарты CDIO, приводимые ниже. Дополнительная информация об инициативе CDIO представлена на сайте http://www.cdio.org.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Р у б р и к а. Рубрика — это шкала критериев, которая позволяет оценить уровень выполнения требований стандарта. Рубрика стандартов CDIO представляет собой шестибалльную шкалу для оценки уровня соответствия стандартам. Критерии для каждого уровня определяются описанием и логическим обоснованием данного стандарта. В рубрике приводятся доказательства соответствия каждому из уровней. Рубрики в данном документе представлены в иерархическом порядке, т.е. каждый последующий уровень включает предыдущие. Например, уровень 5, который рассматривает непрерывное улучшение процессов, предполагает, что уровень 4 был достигнут.

САМООЦЕНКА СООТВЕТСТВИЯ Оценка соответствия стандартам CDIO является самообследованием. По каждой инженерной программе собирают доказательства и используются рубрики для оценки текущего состояния по каждому из 12 стандартов CDIO. Несмотря на то что каждая рубрика разработана под конкретный стандарт CDIO, они все соответствуют общей модели рубрики, представленной ниже. Общая модель рубрики по самооценке Оценка

Критерий

5

Доказательство выполнения требований стандарта регулярно пересматривается и используется для внесения улучшений

4

Существует документированное доказательство полного внедрения и влияния требований стандарта на отдельные компоненты программы

3

Выполнение плана по приведению в соответствие всех компонентов программы требованиям стандарта ожидается в ближайшем будущем

2

Разработан план по приведению в соответствие с требованиями стандарта

1

Существует потребность в принятии требований стандарта, и проводятся соответствующие мероприятия

0

Отсутствует документированный план или не проводятся мероприятия, относящиеся к стандарту

Примеры доказательств для каждого уровня соответствия по всем стандартам CDIO приводятся в сопроводи-

4 78

СТАНДАРТ 1 CDIO «CDIO КАК КОНТЕКСТ ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ» Принятие принципа, согласно которому развитие и реализация жизненного цикла объектов, процессов и систем происходит в рамках модели «планирование— проектирование—производство—применение (модель 4П)». Модель 4П определяет контекст инженерного образования. Описание. Программа CDIO основывается на принципе, что развитие и реализация жизненного цикла объектов, процессов и систем — неотъемлемая часть подготовки специалистов в области техники технологий. Модель 4П применима ко всему жизненному циклу объекта, процесса и системы. Стадия осмысления и планирования (Conceiving) предполагает определение потребностей заинтересованных сторон, выбор технологии, учет действующих норм и разработку концепции, технического проекта и бизнес-плана. Вторая стадия, стадия проектирования (Designing), посвящена разработке проекта, включающей планы, чертежи и алгоритмы, описывающие то, что будет создаваться, производиться и применяться. На стадии производства (Implementing) проект преобразуется в объект, процесс или систему. Эта стадия также включает апробацию, производство, валидацию и сертификацию. На последней стадии применения (Operating) происходит использование произведенного продукта для получения запланированного результата (добавленной ценности), включая техническое обслуживание, совершенствование, переработку и демонтаж объекта, процесса или системы. Философия CDIO определяет контекст инженерного образования, образуя культурное пространство или среду, в которой происходят обучение, практика и освоение технических знаний и прочих навыков. Данный принцип может реализовываться только в том случае, если существуют понимание и договоренность преподавателей о принятии подхода CDIO, план перехода на программу CDIO, а также поддержка инициативы реформирования руководителями программы и администрацией вуза.

479

Приложение 2: CDIO Standards 2.0

тельном документе в соответствии с практикой, принятой в 2005 и 2008 гг.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Обоснование. Выпускники должны быть способны к комплексной инженерной деятельности: планировать, проектировать, производить и применять инженерные объекты, процессы и системы в современной среде, основанной на командной работе специалистов. Они должны быть способны участвовать в реализации инженерных процессов, вносить вклад в развитие инженерных продуктов и осуществлять эту деятельность, работая в производственной компании, что является сутью инженерной профессии. Рубрика по самооценке Оценка

Критерий

5

Экспертные группы признают, что CDIO определяет содержание инженерной образовательной программы и данный принцип используется в качестве механизма непрерывного улучшения

4

Существует документированное подтверждение, что принцип CDIO определяет содержание образовательной программы и полностью реализован

3

Принцип CDIO определяет содержание образовательной программы и реализован в одном или нескольких годах обучения по программе

2

Существует четко сформулированный план перехода к принципу CDIO при реализации образовательной программы

1

Признается необходимость реализации принципа CDIO в инженерном образовании и инициирован соответствующий процесс

0

План по реализации принципа CDIO в процессе реализации инженерных образовательных программ отсутствует

СТАНДАРТ 2 CDIO «РЕЗУЛЬТАТЫ ОБУЧЕНИЯ CDIO» Специфические детализированные результаты обучения, описывающие личностные и межличностные компетенции, дисциплинарные знания и навыки создания объектов, процессов и систем, соответствуют целям программы и согласованы с заинтересованными лицами программы. Описание. Знания, умения и личностные качества, запланированные как результат инженерного образования,

4 80

Обоснование. Установление определенных результатов обучения помогает обеспечить приобретение студентами соответствующей базы для их будущей профессии. Профессиональными инженерными организациями и представителями промышленности определены основные качества (атрибуты) начинающего инженера в технической и профессиональной областях. Более того, различные органы по оценке и аккредитации требуют, чтобы в рамках инженерных образовательных программ были определены результаты обучения в терминах знаний и умений (компетенций) выпускников.

481

Приложение 2: CDIO Standards 2.0

т.е. являющиеся результатами обучения, определены и кодифицированы в перечне планируемых результатов обучения CDIO/CDIO Syllabus. Результаты обучения определяют, что выпускники должны знать и уметь по окончании образовательной программы. В дополнение к результатам обучения для описания дисциплинарных знаний (раздел 1) в CDIO Syllabus выделяются личностные и межличностные компетенции, а также навыки создания объектов, процессов и систем. Личностные результаты обучения (раздел 2) сосредоточены на когнитивном и эмоциональном развитии каждого студента, например, на постановке и решении технических задач, экспериментировании и приобретении знаний, системном, творческом, критическом мышлении и профессиональной этике. Межличностные результаты обучения (раздел 3) описывают умения индивидуального и группового взаимодействия, такого, как работа в команде, лидерство, общение и языковые коммуникации. Навыки создания объектов, процессов и систем (раздел 4) сфокусированы на процессах их планирования, проектирования, производства и применения в контексте предприятия, общества и окружающей среды. Результаты обучения должны быть обсуждены и утверждены ключевыми заинтересованными лицами по программе, т.е. теми, кто разделяет интерес к выпускникам инженерных образовательных программ, на предмет соответствия целям программы и значимости для практической инженерной деятельности. В рамках программы необходимо привести результаты обучения в соответствие с CDIO Syllabus. Заинтересованные лица помогают определить ожидаемый уровень профессионализма или определить уровень достижения в отношении каждого результата обучения.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Рубрика по самооценке Оценка

Критерий

5

Экспертные группы регулярно просматривают и пересматривают результаты обучения по программе, отталкиваясь от изменений в потребностях заинтересованных сторон

4

Результаты обучения по программе соответствуют видению и миссии вуза, и для каждого результата определены уровни подготовки (достигнутого профессионализма)

3

Результаты обучения по программе согласованы с ключевыми заинтересованными сторонами, включая преподавателей, студентов, выпускников и представителей промышленности

2

План по разработке точных определений для результатов обучения по программе принят руководителями программы, преподавателями и другими заинтересованными лицами

1

Признается необходимость создания или изменения результатов обучения по программе и инициирован соответствующий процесс

0

Отсутствуют точные результаты обучения по программе, которые охватывают знания, личные и межличностные навыки, а также навыки создания объектов, процессов и систем

СТАНДАРТ 3 CDIO «ИНТЕГРИРОВАННЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН» Учебный план содержит взаимосвязанные дисциплины и включает четкий план по интеграции личностных и межличностных компетенций, а также навыков создания объектов, процессов и систем. Описание. Интегрированный учебный план предусматривает учебный процесс, который ведет к приобретению личностных и межличностных компетенций, а также навыков создания объектов, процессов и систем (стандарт 2 CDIO) во взаимосвязи с освоением дисциплинарных знаний и их применением в инженерной деятельности. Дисциплины считаются взаимно поддерживающими в том случае, когда определены четкие взаимосвязи между содержанием и результатами обучения отдельных дисциплин. Необходим четкий план, который определяет пути интеграции навыков и междисциплинарных связей, например, при помощи

4 82

Обоснование. Обучение личностным, межличностным и профессиональным умениям, а также навыкам создания объектов, процессов и систем не следует рассматривать как дополнение к достаточно переполненной программе обучения, а должно составлять ее неотъемлемую часть. Для достижения планируемых результатов обучения в части дисциплинарных знаний и навыков, при формировании учебного плана необходимо максимально использовать имеющееся время. Преподаватели играют активную роль в разработке интегрированного учебного плана, предлагая провести соответствующие взаимосвязи между дисциплинами, а также выявить и согласовать возможности формирования и развития отдельных навыков при изучении преподаваемых ими дисциплин. Рубрика по самооценке Оценка

Критерий

5

Заинтересованные стороны регулярно пересматривают интегрированный учебный план и при необходимости составляют рекомендации и вносят поправки

4

Существуют доказательства того, что личностные и межличностные компетенции, а также навыки создания объектов, процессов и систем развиваются во всех дисциплинах, ответственных за их формирование

3

Формирование личностных и межличностных компетенций, навыков создания объектов, процессов и систем интегрировано в учебном плане на один и более год обучения по программе

2

Учебный план по программе, в котором интегрировано освоение дисциплин, формирование личностных и межличностных компетенций, навыков создания объектов, процессов и систем, утвержден соответствующими лицами

1

Определена необходимость анализа программы обучения и началась работа по предварительному сопоставлению дисциплин с достижением результатов обучения

0

В программе отсутствуют интеграция навыков и взаимосвязанные дисциплины

483

Приложение 2: CDIO Standards 2.0

сопоставления конкретных результатов обучения по дисциплинам и элементов учебной деятельности в рамках программы.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

СТАНДАРТ 4 CDIO «ВВЕДЕНИЕ В ИНЖЕНЕРНУЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ» Имеется вводный курс, создающий основу для инженерной практики при создании объектов, процессов и систем и для формирования личностных и межличностных компетенций. Описание. Вводный курс, как правило, один из первых обязательных курсов в программе, который создает представление об инженерной практике. В данное представление входит широкий спектр задач и обязанностей инженера, а также применение дисциплинарных знаний для решения данных задач. Студенты вовлекаются в инженерную практику посредством решения проблем и простых заданий по проектированию, выполняемых индивидуально и в командах. Курс предусматривает приобретение личностных и межличностных компетенций, а также других знаний и умений, которые необходимы в начале освоения программы, чтобы подготовить студентов к получению опыта создания более сложных объектов, процессов и систем. Например, решение заданий в небольших группах может подготовить студентов для работы в более крупных командах разработчиков. Обоснование. Вводный курс направлен на стимулирование интереса и увеличение мотивации студентов к инженерной деятельности, сосредоточивая их внимание на практической пользе основных технических дисциплин. Студенты обычно выбирают инженерные программы потому, что они хотят создавать объекты, а вводные курсы помогают усилить данный интерес. Кроме того, вводные курсы способствуют скорейшему началу развития необходимых умений, описанных в перечне планируемых результатов обучения CDIO/ CDIO Syllabus. Рубрика по самооценке Оценка

Критерий

5

Вводные курсы регулярно подвергаются оценке и пересмотру, основанных на обратной связи от студентов, преподавателей и других заинтересованных сторон

4

Имеется документальное подтверждение того, что студенты достигли результатов обучения, планируемых в рамках изучения вводного инженерного курса

4 84

Критерий

3

Вводный курс включает получение опыта инженерной деятельности и освоение основных личностных и межличностных компетенций

2

Утверждена программа вводного курса, предусматривающая получение практического инженерного опыта

1

Определена необходимость в реализации вводного курса, предусматривающего получение практического инженерного опыта, и инициирован соответствующий процесс для его реализации

0

Отсутствует вводный курс, предусматривающий получение практического инженерного опыта и освоение ключевых навыков

СТАНДАРТ 5 CDIO «ОПЫТ ВЕДЕНИЯ ПРОЕКТНО-ВНЕДРЕНЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ» Учебный план включает два или более проекта, предусматривающих получение опыта проектно-внедренческой деятельности, один на базовом уровне и один на продвинутом уровне. Описание. Термин проектно-внедренческая (design-implement) деятельность означает ряд видов инженерной деятельности, относящихся к процессу разработки новых продуктов и систем. Сюда включаются все виды деятельности, описанные в стандарте 1 CDIO, на этапах проектирования и внедрения, а также соответствующие аспекты концептуального проектирования из стадии планирования. Учебный план включает получение опыта проектно-внедренческой деятельности, в которой проинтегрировано развитие у студентов навыков создания объектов, процессов и систем, а также способность применять инженерные знания на практике. Опыт ведения проектно-внедренческой деятельности делится на базовый и продвинутый, в зависимости от его масштаба, сложности и последовательности реализации в программе. К примеру, получение опыта разработки более простых объектов и систем должно быть включено в программу на более ранней стадии, а более сложные проектновнедренческие виды работ будут появляться на более поздних курсах программы для того, чтобы помочь студентам

485

Приложение 2: CDIO Standards 2.0

Оценка

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

интегрированно использовать знания и навыки, полученные на предыдущих курсах. Способности планировать, проектировать, производить и применять объекты, процессы и системы могут быть включены в обязательные элементы учебного плана, к примеру в преддипломные исследовательские проекты и практики. Обоснование. Опыт ведения проектно-внедренческой деятельности следует структурировать и формировать таким образом, чтобы способствовать успеху инженерной деятельности на ранней стадии. Последовательное получение опыта ведения проектно-внедренческой деятельности и повышение уровней сложности укрепляют представления студентов о создании объектов, процессов и систем. Опыт ведения проектно-внедренческой деятельности также формирует прочную основу, на которой можно построить глубокое концептуальное понимание дисциплинарных навыков. Для того чтобы студенты имели возможность устанавливать взаимосвязи между изучаемым ими техническим содержанием и своими профессиональными и карьерными интересами, необходимо уделять особое внимание работе студентов над созданием объектов и реализации процессов в реальных условиях. Рубрика по самооценке Оценка

Критерий

5

Проектно-внедренческая деятельность регулярно подвергается оценке и пересмотру на основе обратной связи со студентами, преподавателями и другими заинтересованными сторонами

4

Имеется документальное подтверждение того, что студенты достигли результатов обучения, планируемых в рамках проектновнедренческой деятельности

3

Реализуются по меньшей мере два проекта, предусматривающих получение опыта проектно-внедренческой деятельности, при этом уровень сложности проектов повышается

2

Имеется план разработать проекты, предусматривающие получение опыта проектно-внедренческой деятельности на базовом и продвинутом уровнях

1

Выполнен анализ потребностей для определения возможностей включения в учебный план проектов, предусматривающих получение опыта проектно-внедренческой деятельности

0

Образовательная программа не предусматривает получения опыта проектно-внедренческой деятельности

4 86

Наличие рабочего пространства для инженерной деятельности и лабораторий, которые поддерживают учебный процесс и способствуют практическому освоению методов создания объектов, процессов и систем, получению дисциплинарных знаний и изучению социальных аспектов инженерной деятельности. Описание. Физически образовательное пространство организовано в виде традиционных учебных аудиторий, лекционных залов и дополнительно включает рабочее пространство для инженерной деятельности и лаборатории. Рабочие пространства и лаборатории поддерживают получение навыков создания продуктов, процессов и систем одновременно с освоением дисциплинарных знаний, способствуют формированию навыков создания объектов, процессов и систем одновременно с освоением дисциплинарных и междисциплинарных знаний. В нем особое внимание уделяется практическому обучению, в котором студенты непосредственно заняты своим собственным образованием. Рабочее пространство также предоставляет возможность социального обучения, т.е. обеспечивает условия, при которых студенты могут учиться друг у друга и взаимодействовать в команде. Создание новых рабочих пространств или модернизация существующих лабораторий зависят от размера программы и ресурсов учреждения. Обоснование. Рабочие пространства и иные среды обучения, которые поддерживают практическое обучение, служат основными ресурсами для того, чтобы учиться проектировать, создавать и управлять объектами, процессами и системами. Студенты, у которых есть доступ к современным техническим инструментам, программному обеспечению и лабораториям, имеют возможности формировать знания, навыки и подходы, которые способствуют развитию компетенций по созданию объектов, процессов и систем. Эти компетенции лучше всего развиваются в рабочих пространствах, которые являются студенто-центрированными (личностно-ориентированными), удобны в использовании, доступны и интерактивны.

487

Приложение 2: CDIO Standards 2.0

СТАНДАРТ 6 CDIO «РАБОЧЕЕ ПРОСТРАНСТВО ДЛЯ ИНЖЕНЕРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ»

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Рубрика по самооценке Оценка

Критерий

5

Экспертные группы регулярно оценивают воздействие и эффективность рабочих пространств для обучения и формулируют рекомендации для их улучшения

4

Рабочее пространство для инженерной деятельности полностью поддерживает реализацию практико-ориентированных составляющих обучения

3

Реализуются планы и используются новые или реконструированные пространства

2

Планы по реконструированию или построению дополнительных рабочих пространств для инженерной деятельности были утверждены соответствующими органами

1

Определена потребность в рабочих пространствах для инженерной деятельности, обеспечивающих реализацию практико-ориентированных составляющих обучения, и инициирован соответствующий процесс по реализации

0

Имеющиеся рабочие пространства для инженерной деятельности не подходят или не достаточны для обеспечения практико-ориентированного и социального обучения

СТАНДАРТ 7 CDIO «ИНТЕГРИРОВАННОЕ ОБУЧЕНИЕ» Опыт интегрированного обучения способствует формированию дисциплинарных знаний наряду с личностными качествами и навыками межличностного общения, создания объектов, процессов и систем. Описание. Интегрированное обучение — это педагогические подходы, которые способствуют освоению дисциплинарных знаний одновременно с развитием личностных и межличностных компетенций, навыков создания объектов, процессов и систем. Изучение вопросов профессиональной инженерной деятельности включается в содержание дисциплин. Например, студенты могли бы выполнять в одном задании анализ продукта, его проектирование и рассматривать вопросы социальной ответственности инже-

4 88

Обоснование. Учебный план и результаты обучения, требования к которым описаны в стандартах 2 и 3 CDIO соответственно, могут быть реализованы только посредством соответствующих педагогических подходов, которые позволяют извлечь бóльшую пользу из учебного времени студента. Кроме того, важно, чтобы студенты воспринимали преподавателей инженерных дисциплин как профессиональных инженеров, которые обучают их дисциплинарным знаниям, личностным и межличностным компетенциям, навыкам создания объектов, процессов и систем. При наличии интегрированного обучения преподаватели могут наиболее эффективно помочь студентам применять дисциплинарные знания в инженерной практике и лучше подготовить их к соответствующим требованиям инженерной профессии. Рубрика по самооценке Оценка

Критерий

5

Дисциплины регулярно оценивают и пересматривают относительно интеграции в них результатов обучения и учебной деятельности

4

Существует доказательства влияния интегрированного обучения на образовательную программу

3

Планы реализуются и используются новые или реконструированные пространства

2

Утверждены рабочие программы дисциплин, включающие результаты обучения и учебную деятельность, в которых проинтегрировано получение личностных и межличностных компетенций с дисциплинарными знаниями

1

Проведена оценка рабочих программ дисциплин на соответствие интегрированному учебному плану

0

Отсутствуют свидетельства интегрированного изучения дисциплин и формирования навыков

489

Приложение 2: CDIO Standards 2.0

нера, спроектировавшего данный продукт. Представители промышленности, выпускники и другие заинтересованные лица могут быть задействованы в предоставлении примеров для таких заданий.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

СТАНДАРТ 8 CDIO «АКТИВНЫЕ МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ» Преподавание и обучение с применением методов активного и практического обучения. Описание. Активные методы обучения вовлекают студентов непосредственно в размышление и процессы решения проблем. Меньше внимания уделяется пассивной передаче информации и больше — вовлечению студентов в управление, использование, анализ и оценку идей и содержания дисциплин. Активное обучение в лекционных курсах может включать такие методы, как дискуссии в паре и небольших группах, демонстрации наглядных примеров, дебаты, вопросы на понимание содержания и обратную связь от студентов относительно изучаемого ими материала. Активное обучение является практико-ориентированным в случае, когда студенты пробуют себя в ролях, моделирующих профессиональную инженерную деятельность, например: конструирование, моделирование и анализ ситуаций. Обоснование. Если вовлекать студентов в размышление о концепциях (особенно о новых идеях) и требовать от них выражения их мнения, то студенты не только научатся большему, но и поймут, чему и как они обучаются. Этот процесс помогает повысить мотивацию студентов к достижению результатов обучения по программе и сформировать навыки обучения в течение жизни. Посредством активных методов обучения преподаватели могут помочь студентам найти взаимосвязи в ключевых концепциях и способствовать применению этих знания в новых условиях. Рубрика по самооценке Оценка

Критерий

5

Экспертные группы регулярно оценивают воздействие активных методов обучения и формулируют рекомендации по постоянному улучшению

4

Существуют документированное доказательство влияния активных методов на обучение студентов

3

Активные методы обучения реализуются на протяжении всего учебного плана

4 90

Критерий

2

Существует план включения активных методов обучения в учебный план

1

Существует понимание преимуществ активного обучения и проводится анализ возможностей активных методов обучения в реализации учебного плана

0

Отсутствуют свидетельства реализации активных методов обучения

СТАНДАРТ 9 CDIO «СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ CDIO-КОМПЕТЕНЦИЙ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ» Наличие мероприятий, позволяющих повысить компетентность преподавателей в области личностных и межличностных компетенций, навыков создания объектов, процессов и систем. Описание. Программы CDIO оказывают поддержку преподавателям инженерных дисциплин для повышения их компетентности в области личностных и межличностных компетенций, навыков создания объектов, процессов и систем, описанных ранее в стандарте 2 CDIO. Эти навыки развиваются лучше всего в контексте профессиональной инженерной практики. Характер и масштаб повышения квалификации преподавателей зависит от ресурсов и целей различных программ и учреждений. Примеры мероприятий, которые направлены на совершенствование компетенций преподавателей: профессиональная стажировка на промышленном предприятии, сотрудничество с коллегами из промышленной сферы в исследовательских и образовательных проектах, включение требования о наличии опыта инженерной практики в критерии найма и должностного повышения, а также соответствующее профессиональное повышение квалификации в университете. Обоснование. Если преподаватели инженерных дисциплин будут реализовывать программу, включающую освоение личностных и межличностных компетенций, навыков создания объектов, процессов и систем, проинтегрированных

491

Приложение 2: CDIO Standards 2.0

Оценка

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

с дисциплинарными знаниями, как описано в стандартах 3–5 и 7 CDIO, то они должны быть компетентны в указанных навыках. Преподаватели инженерных дисциплин, как правило, считаются экспертами в научно-исследовательской работе и базе знаний в рамках своих специальных дисциплин, но часто имеют довольно ограниченный практический опыт инженерной деятельности в деловой и промышленной сфере. Кроме того, стремительные темпы появления технологических инноваций требуют непрерывного обновления инженерных навыков. Преподавателям необходимо постоянно совершенствовать свои инженерные знания и навыки, для того чтобы приводить студентам подходящие примеры из практики и выступать в качестве ролевой модели современного инженера. Рубрика по самооценке Оценка

Критерий

5

Компетентность преподавателей в области личностных и межличностных компетенций, навыков создания объектов, процессов и систем регулярно оценивается и совершенствуется при необходимости

4

Существуют доказательства, что преподаватели компетентны в области личностных и межличностных компетенций, навыков создания объектов, процессов и систем

3

Преподаватели повышают квалификацию в области личностных и межличностных компетенций, навыков создания объектов, процессов и систем

2

Существует систематический план повышения квалификации преподавателей в области личностных и межличностных компетенций, навыков создания объектов, процессов и систем

1

Проведены сравнительное исследование и анализ потребностей в развитии компетенций преподавателей

0

Отсутствует программа развития преподавателей в области личностных и межличностных компетенций, навыков создания объектов, процессов и систем

4 92

Наличие мероприятий, позволяющих повысить педагогические компетенции преподавателей по использованию активных методов обучения и оценке студентов при реализации интегрированного обучения. Описание. Программа CDIO оказывает поддержку преподавателям в совершенствовании их компетенций в обеспечении интегрированного обучения (стандарт 7 CDIO), активного обучения (стандарт 8 CDIO) и оценке обучения студентов (стандарт 11 CDIO). Характер и масштаб повышения квалификации преподавателей зависит от ресурсов и целей различных программ и учреждений. Примеры мероприятий, которые направлены на совершенствование компетенций преподавателей: поддержка участия преподавателей в университетских и внешних программах повышения квалификации, в форумах для обмена идеями и лучшими практиками, а также особое внимание оценке педагогической деятельности и использованию эффективных методов обучения. Обоснование. Если от преподавателей ожидают, что они должны преподавать и оценивать при помощи новых методов, как описано в стандартах 7, 8 и 11 CDIO, то им необходимо предоставлять возможности для развития и совершенствования соответствующих компетенций. Во многих университетах существуют программы повышения квалификации и реализующие их подразделения, которые желали бы сотрудничать с преподавателями программ CDIO. Кроме того, если при реализации программ CDIO подчеркивается важность преподавания, обучения и оценки, то необходимо обеспечить соответствующие ресурсы для повышения квалификации преподавателей в данных областях. Рубрика по самооценке Оценка

Критерий

5

Компетенции преподавателей в области преподавания, обучения и оценки регулярно оцениваются и совершенствуются при необходимости

4

Существуют доказательства, что преподаватели компетентны в методах преподавания, обучения и оценки

493

Приложение 2: CDIO Standards 2.0

СТАНДАРТ 10 CDIO «СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ КОМПЕТЕНЦИЙ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ»

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

Оценка

Критерий

3

Преподаватели повышают квалификацию в использовании методов преподавания, обучения и оценки

2

Существует систематический план повышения квалификации преподавателей в использовании методов преподавания, обучения и оценки

1

Проведены сравнительное исследование и анализ потребностей в развитии педагогических компетенций преподавателей

0

Отсутствует программа повышения педагогической квалификации преподавателей

СТАНДАРТ 11 CDIO «ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОБУЧЕНИЯ» Оценка освоения студентами личностных и межличностных компетенций, навыков создания объектов, процессов и систем, а также дисциплинарных знаний. Описание. Оценка процесса обучения студентов — показатель того, в какой степени каждый отдельный студент достигает конкретных результатов обучения. Преподаватели обычно проводят эту оценку в пределах своих курсов. Для эффективной оценки результатов обучения используется множество методов, которые соответствующим образом сопоставляют результаты обучения с дисциплинарными знаниями, личностными и межличностными компетенциями, навыками создания объектов, процессов и систем, как описано в стандарте 2 CDIO. Эти методы могут включать письменные и устные тесты, наблюдение за работой студента, шкалы рейтинга, рефлексию студентов, журналы, портфолио, перекрестную оценку студентов и самооценку. Обоснование. Если мы ценим личностные и межличностные компетенции, навыки создания объектов, процессов и систем и закладываем их формирование в учебный план и процесс обучения, то необходимо иметь эффективные технологии их измерения и оценки. Различные категории результатов обучения требуют различных методов оценки. Например, результаты обучения, связанные с дисциплинарными знаниями, могут быть оценены при помощи устных и

4 94

Рубрика по самооценке Оценка

Критерий

5

Экспертные группы регулярно оценивают использование методов оценки обучения и формулируют рекомендации по постоянному улучшению

4

Методы оценки обучения эффективно используются во всех курсах учебного плана

3

Методы оценки обучения используются на протяжении всего учебного плана

2

Существует план внедрения методов оценки обучения на протяжении всего учебного плана

1

Определена потребность в усовершенствовании методов оценки обучения и проведен анализ их текущего использования

0

Методы оценки обучения неадекватные и неподходящие

СТАНДАРТ 12 CDIO «ОЦЕНКА ПРОГРАММЫ» Наличие системы оценки соответствия программы данным 12 стандартам и обеспечения обратной связи со студентами, преподавателями и другими заинтересованными лицами в целях ее непрерывного совершенствования. Описание. Оценка программы представляет собой суждение о полноценности программы, основанное на доказательствах продвижения программы к достижению заявленных целей. Программа CDIO должна быть оценена относительно 12 стандартов CDIO. Доказательства полноценности программы могут быть собраны с использованием оценок дисциплин, мнений преподавателей, данных входных и

495

Приложение 2: CDIO Standards 2.0

письменных тестов, в то время как проектно-внедренческие навыки могут быть лучше измерены с использованием данных наблюдений. Применение различных методов оценки формирует широкий диапазон стилей обучения и увеличивает надежность и адекватность оценочных данных. В результате определение степени достижения студентами планируемых результатов обучения может быть выполнено с большей достоверностью.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

итоговых собеседований, отчетов внешних экспертов, а также дополнительных исследований с привлечением выпускников и работодателей. Эта информация должна регулярно доводиться до сведения преподавателей, студентов, руководства, выпускников и других заинтересованных лиц. Такая обратная связь служит основой для принятия решений по программе и формирования планов по ее непрерывному совершенствованию. Обоснование. Ключевая цель оценки программы заключается в определении эффективности программы в достижении намеченных целей. Доказательства, собранные во время процесса оценки программы, также служат основой для непрерывного совершенствования программы. Например, если бы в итоговом собеседовании большинство студентов сообщило, что они не смогли достигнуть определенных результатов обучения, то потребовалось бы провести работу по выявлению и устранению причин этого. Кроме того, проведение регулярной и соответствующей оценки программы — это требование многих внешних аудиторов и аккредитующих агентств. Рубрика по самооценке Оценка

Критерий

5

Реализация систематического и непрерывного совершенствования основана на результатах оценки программы с привлечением различных источников и использованием разнообразных методов

4

Методы оценки программы эффективно используются с привлечением всех категорий заинтересованных сторон

3

С помощью методов оценки на протяжении реализации всей программы производится сбор информации от студентов, преподавателей, руководителей программы, выпускников и других заинтересованных сторон

2

Существует план оценки программы

1

Определена потребность в оценке программы и инициирован сопоставительный анализ методов оценки

0

Оценка программы является несоответствующей или непостоянной

4 96

Над книгой работали П ерри Дж. Армстронг — директор по образованию школы машиностроения и аэрокосмической техники Королевского университета Белфаста до своей скоропостижной кончины в 2008 г. Оказал огромное содействие в планировании и проведении реформы инженерного образования и применении подхода CDIO в своем университете и других вузах Великобритании, будучи представителем CDIO в Великобритании и Ирландии. Участвовал в разработке моделей процесса проектирования образовательной программы CDIO, которые используются университетами во многих странах мира по сей день. Премия им. Перри Армстронга ежегодно вручается выпускникам Королевского университета Белфаста, демонстрирующим оптимальный баланс технических знаний и личностных и профессиональных навыков. Дэрил Дж . Боден — до выхода на пенсию профессор аэрокосмической техники Академии ВВС США (1980–1993) и Военно-морской академии США (1997–2011). В 2002–2011 гг. принимал активное участие в работе инициативы CDIO в качестве руководителя программы Военно-морской академии США и в качестве координатора вводного семинара CDIO. Дорис Р. Бродер — эксперт по оценке, до недавнего времени являлась сотрудником Массачусетского технологического института, сейчас находится на пенсии. Принимала активное участие в становлении инициативы CDIO с момента ее основания. Проводит семинары для преподавателей инженерных специальностей по вопросам проектирования программ, методики преподавания, методов сбора данных и оценки. На протяжении последних восьми лет консультирует университеты в Чили, Колумбии, Гондурасе и Гватемале. Оказывала содействие в организации регионального представительства CDIO в Латинской Америке. Окончила колледжи штата Массачусетс и имеет степень бакалавра (1973 г.) и степень магистра (1977 г.) в области образования. Получила степень доктора философии (PhD, 1980 г.) в Индианском университете в области учебных систем. Мария Кнатсон Ведель — вице-президент по бакалаврскому и магистерскому образованию, профессор Технологического университета Чалмерса. Преподает конструкци-

497

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

онные материалы. В течение нескольких лет была членом совета CDIO в качестве руководителя команды по разработке тем для изучения. 2006–2011 гг. — руководитель международной магистерской программы «Устойчивое развитие в инженерном деле». Еще раньше исполняла обязанности заместителя директора Центра окружающей среды и устойчивого развития в г. Гетеборге. В 2009 г. была награждена Технологическим университетом Чалмерса за исключительные педагогические достижения. Окончила Технологический университет Чалмерса, имеет степень магистра инженерной физики и степень доктора философии (PhD) в области физики. Питер Дж. Грей — почетный директор по академической оценке Военно-морской академии США. В течение 10 лет отвечал за координацию и реализацию обширной программы оценки академической и институциональной эффективности академии. После выхода на пенсию в качестве приглашенного исследователя работал в Технологическом университете Чалмерса над проектами в рамках подхода CDIO. По итогам проекта, поддержанного программой Фулбрайта «Специалист», получил награду за выдающийся вклад от Вьетнамского национального университета, расположенного в г. Хошимине, в благодарность за поддержку в проведении реформы инженерного образования во Вьетнаме. Сванте Г у н н а р ссон — профессор автоматизации управления факультета электротехники Университета Линчёпинга (Швеция), одного из четырех университетов — основателей инициативы CDIO. Председатель комиссии образовательных программ по электротехнике, физике и математике в Университете Линчёпинга. Его научные интересы лежат в области моделирования, идентификации систем и управления в робототехнике. В 2006 г. — председатель 2-й международной конференции CDIO. Горан Г уст а ф ссон — старший преподаватель Технологического университета Чалмерса, одного из четырех университетов — основателей инициативы CDIO. Отвечает за дисциплину «Машиностроение». Свой исследовательский и преподавательский опыт приобрел, работая в трех разных университетах и одной международной инженерной компании. Участник инициативы CDIO с момента ее основания.

4 98

Ульрик Йоргенсен — профессор филиала Университета г. Ольборга, расположенного в г. Копенгагене, преподает дисциплину «Устойчивые переходы». Участвовал в организации программ, основанных на проектном обучении, в области проектирования и экологического менеджмента на базе Датского технического университета, где он работал до 2012 г. Выпускник Датского технического университета, имеет степень магистра (1979 г.) и доктора философии (PhD, 1986 г.) в области инновационной экономики. Руководит Центром проектирования, инновации и устойчивых переходов в Университете г. Ольборга. Занимается вопросами социально-технических трансформаций, реформирования инженерного образования и привлечения пользователей в процесс проектирования. Эдвард Ф. Кроули — президент-основатель Сколковского института науки и технологий (Сколтех) в Москве. Ранее руководил программой «Инженерное лидерство» фонда Бернарда М. Гордона и института Кембридж-МТИ, открытого на базе Массачусетского технологического института. Возглавлял факультет аэронавтики и астронавтики МТИ. Основатель и содиректор инициативы CDIO. Обладатель премии им. Бернарда М. Гордона, учрежденной Национальной инженерной академией США. Член Шведской королевской академии инженерных наук, Королевской академии инженерии (Великобритания), Инженерной академии Китая, а также Национальной инженерной академии США. Получил степень бакалавра (1976 г.), степень магистра (1978 г.) аэронавтики и астронавтики и степень доктора наук (1981 г.) в области аэрокосмических конструкций в Массачусетском технологическом институте. Яков Ку ттенкейлер — профессор Королевского технологического института, расположенного в г. Стокгольме (Швеция), преподает морскую архитектуру, участник инициативы CDIO с момента ее основания. На протяжении более 15 лет занимался повышением педагогической квалификации как преподаватель, разработчик курса и руководитель магистерских и докторских программ в области аэрокосми-

499

Над книгой работали

Окончил Технологический университет Лулео, где получил степень магистра (машиностроение) и доктора философии (PhD, механика жидкости).

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

ческой техники и морской архитектуры. Награжден Королевским технологическим институтом за исключительные педагогические достижения. Часто выступает с лекциями по инженерной педагогике. Йохан Малмквист — профессор Технологического университета Чалмерса, расположенного в г. Гетеборге (Швеция), одного из четырех университетов-основателей инициативы CDIO, преподает разработку продукта. Исполняет обязанности декана по образованию и руководит программами по машиностроению, автоматизации, промышленному проектированию и морской технике. Роберт И . Нивоенер — профессор Военно-морской академии США, преподает воздухоплавание. Сопредседатель регионального представителя CDIO в Северной Америке. До начала карьеры преподавателя закончил карьеру летчикаиспытателя военно-морских сил США, в том числе служил в компании Boeing в качестве старшего летчика-испытателя палубного истребителя-бомбардировщика и штурмовика F/A-18E/F «Супер Хорнет». Опыт работы в компании позволил ему оценить значение реформы инженерного образования и повышения готовности инженеров к профессиональной деятельности. Сорен Остлунд — профессор Королевского технологического института, одного из четырех университетов-основателей инициативы CDIO. Преподает дисциплину «Погрузочное оборудование». 2001–2005 гг. — член совета CDIO. На протяжении десяти лет руководил программой «Транспортное машиностроение» Королевского технологического института, которая была отмечена Шведским национальным агентством по высшему образованию наградой за высокое качество. Окончил Королевский технологический институт, имеет степень магистра авиационной техники и степень доктора философии (PhD) в области механики твердого тела. Диана Х. Содерхолм — старший разработчик образовательных программ в совместном проекте Массачусетского технологического института и Сколтех, директор по образованию совместной программы «Инженерное лидерство» фонда Бернарда М. Гордона и Массачусетского технологического института. Ранее работала разработчиком образовательных

5 00

Н х у т Тан Хо — профессор Университета штата Калифорния в Нортридже, преподает машиностроение. Окончил Массачусетский технологический институт, где получил степень магистра наук и доктора философии (PhD). Получив грант Фулбрайта, участвовал во внедрении подхода CDIO во Вьетнаме при содействии Министерства образования и подготовки кадров Вьетнама. В 2012 г. получил награду от Вьетнамского национального университета, расположенного в г. Хошимине. Переводчик книги «Переосмысление инженерного образования: подход CDIO» на вьетнамский язык. В настоящее время исполняет обязанности главного советника по вопросам реализации подхода CDIO во Вьетнамском национальном университете. Стефан Хольстрем — доцент Королевского технологического института, расположенного в г. Стокгольме (Швеция), отвечает за дисциплину «Легкие конструкции» и является участником инициативы CDIO с момента ее основания. Занимается вопросами повышения педагогической компетенции в Королевском технологическом институте и зарубежных вузах, выступая в качестве преподавателя, разработчика дисциплины или программы и специалиста по вопросам повышения квалификации преподавателей. В 2013 г. был награжден Королевским технологическим институтом за исключительные педагогические достижения. А л е кс а н д р Ч у ч а л и н — доктор технических наук, профессор, проректор по образовательной и международной деятельности Национального исследовательского Томского

501

Над книгой работали

программ на факультете аэронавтики и астронавтики МТИ. Участник инициативы CDIO с момента ее основания. В настоящее время занимается исследованием учебных планов в новых университетах, методами активного и экспериментального обучения, формированием инженерного лидерства на разных образовательных уровнях, от базового до профессионального. Училась в Государственном университете НьюЙорка и Бостонском университете, имеет степень бакалавра (1982 г.) и степень магистра (1985 г.) образования. В 1991 г. окончила Сиракузский университет, где получила степень доктора философии (PhD) в области проектирования, развития и оценки образования.

Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

политехнического университета (ТПУ), первого российского вуза, присоединившегося к инициативе CDIO в 2011 г. Научный редактор перевода второго издания книги «Переосмысление инженерного образования: подход CDIO» на русский язык. С 2002 г. — председатель аккредитационного совета Ассоциации инженерного образования России. Преподает в ТПУ курс «Проектирование, реализация и оценка качества образовательных программ» в рамках программы дополнительного образования «Преподаватель высшей школы». Сертифицированный преподаватель IGIP с 2002 г. лауреат премии Правительства Российской Федерации в области образования в 2011 г. Кристина Эдстром — доцент по развитию инженерного образования Королевского технологического института, одного из четырех университетов-основателей инициативы CDIO. Руководит реформой образования в Швеции и других странах на протяжении более 15 лет. Член совета CDIO (2005– 2013) и административного совета Европейского общества инженерного образования SEFI (2010–2013). В 2012/13 учебном году — директор по развитию образования Сколковского института науки и технологий (Сколтех) в России. Ее курс «Преподавание и обучение в высшей школе» (7,5 ECTS), адаптированный для сотрудников инженерных вузов, прослушали более 600 человек. Окончила Технологический университет Чалмерса со степенью магистра (инженерное дело). Питер В. Юнг — старший преподаватель факультета аэронавтики и астронавтики Массачусетского технологического института в 1997–2007 гг. До выхода на пенсию участвовал в разработке рабочего пространства для инженерной деятельности в МТИ и других университетах — партнерах CDIO. На протяжении 29 лет состоял на службе в ВВС США, где занимался менеджментом программ и интеграцией запуска военных спутников и ракет-носителей. В 1967 г. окончил МТИ, получив степень бакалавра аэронавтики и астронавтики. В 1979 г. получил степень магистра в области системотехники в Университете Южной Калифорнии.

5 02

Переосмысление инженерного образования. П26 Подход CDIO / Э. Ф. Кроули, Й. Малмквист, С. Остлунд, Д. Р. Бродер, К. Эдстрем; пер. с англ. С. Рыбушкиной; под науч. ред. А. Чучалина; Нац. исслед. ун-т «Высшая школа экономики». — М.: Изд. дом Высшей школы экономики, 2015. — 504 с. — (Библиотека журнала «Вопросы образования»). — 1000 экз. — ISBN 978-5-7598-1218-0 (в пер.). В книге рассматривается подход к инженерному образованию, который интегрирует личностные, межличностные и профессиональные навыки с дисциплинарными техническими знаниями с целью подготовить инженера, способного к инновациям и предпринимательству. Инженерное образование ставится в контекст инженерной деятельности, которая включает планирование, проектирование, производство и применение (Conceiving, Designing, Implementing, and Operating — CDIO), т.е. полный жизненный цикл инженерных процессов, продуктов и систем. Кроме того, описываются разработка и применение модели CDIO. Настоящее издание является руководством по улучшению образовательных программ для подготовки молодых инженеров во всем мире. УДК 337 ББК 74.5

Научное издание

Библиотека журнала «Вопросы образования»

Э.Ф. КРОУЛИ, Й. МАЛМКВИСТ, С. ОСТЛУНД, Д.Р. БРОДЕР, К. ЭДСТРЕМ

ПЕРЕОСМЫСЛЕНИЕ ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ. ПОДХОД CDIO Главный редактор ВАЛЕРИЙ АНАШВИЛИ Заведующая книжной редакцией ЕЛЕНА БЕРЕЖНОВА Художник ВАЛЕРИЙ КОРШУНОВ Верстка СВЕТЛАНА РОДИОНОВА Корректор ЛЮДМИЛА МАЛОВА НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «Высшая школа экономики» 101000, Москва, ул. Мясницкая, 20 Тел./факс: (495) 611-15-52 Подписано в печать 12.12.2014 Формат 60×90/16. Гарнитура PT Serif Усл. печ. л. 31,5. Уч.-изд. л. 21,7 Печать офсетная. Тираж 1000 экз. Изд. № 1808. Заказ № Отпечатано в ОАО «Первая Образцовая типография» Филиал «Чеховский Печатный Двор» 142300, Московская обл., г. Чехов, ул. Полиграфистов, д. 1 www.chpd.ru, e-mail: salе[email protected], тел.: 8 (495) 988-63-76, тел./факс: 8 (496) 726-54-10

ISBN 978-5-7598-1218-0