Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO. 2. Подход CDIO (Э. Ф. Кроули, 2007)

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 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 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.

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.

Цель 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). 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.

Цель 2. Университеты должны готовить студентов, способных руководить созданием и применением технических 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.

Цель 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 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 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.

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.

Планирование, проектирование, производство и применение как контекст инженерного образования. Авторы уверены, что модель «планирование – проектирование – производство – применение» должна служить контекстом инженерного образования. 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 значительно 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.

Главное внимание – освоению основ. 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 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 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.

Результаты обучения. 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.

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

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 отношении 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 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.

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

• 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.

Практическое обучение и образовательное пространство. Инженеры создают и производят объекты, процессы и системы. Включая в обучение регулярные практические занятия по разработке и применению объектов и систем, составляющие основу экспериментального-практического 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 практический 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. 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.

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

• 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 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.

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.

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.

CDIO как модель жизненного цикла инженерной продукции. 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, инженеры-строители и инженеры-технологи имеют дело с предприятиями, проектами и производством промышленной продукции, в то время как биоинженеры и инженеры-химики 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 решений, 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. Инженеры-технологи занимаются непосредственно планированием, проектированием, внедрением и управлением процессами промышленного производства объектов и систем. Другие инженеры планируют, проектируют, разрабатывают 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».

Эволюция 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;

• 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.

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 развитие. 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 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.

Глобализация. 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].

Инновации. 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, процессы 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.

Лидерство. 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 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 и возможность практического применения изученного материала.

CDIO как контекст инженерного образования. 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:

• 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.

Альтернативные контексты, основанные на модели жизненного цикла. «Планирование – проектирование – 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, предпринимательство 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.

Причины использования жизненного цикла объектов как контекста инженерного образования. Существует четыре причины, почему жизненный цикл системы (планирование, проектирование, производство и применение) должен стать контекстом инженерного образования.

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 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 образовательного контекста, основанного на жизненном цикле объектов, процессов 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 возможно 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].

Особенности контекстного обучения. Выросшее из конструктивистской теории «научения» и когнитивистики, контекстное обучение обладает рядом особенностей:

• 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 обучения. Контекстное обучение имеет ряд преимуществ, существенных для инженерного образования. Помимо ранее упомянутых достоинств, благодаря этому подходу 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.

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 эксплуатацией 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:

• 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;

• 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. 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:

• 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);

• 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.

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 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.

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 современных 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 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.

Взаимодействие вузов для ускорения развития

Взаимодействие между разработчиками программ и преподавателями разных стран – один из основных принципов подхода CDIO. Преподаватели инженерных программ 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 сотрудничества университетов-партнеров по применению подхода CDIO подробно описан на сайте Всемирной инициативы по адресу: http://www.cdio.org.

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 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 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).

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)

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

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.

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 программ 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