Эдвард Кроули - Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

• Название: Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO
• Автор: Эдвард Кроули
• Издательство: Литагент «Высшая школа экономики»1397944e-cf23-11e0-9959-47117d41cf4b
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2015
• ISBN: 978-5-7598-1218-0

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.

---

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. Вопросам практического обучения и образовательного пространства посвящена глава 5.

Активное и практическое обучение. 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.

• 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.

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.

Оценивание. 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;

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

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.

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.