Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO - Эдвард Кроули

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 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, 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, почему 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 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 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.

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.