Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO - Эдвард Кроули

В последней главе дается обзор изменений, происшедших в подходе CDIO после 2007 г., и подчеркивается увеличение количества университетов-партнеров, применяющих данный подход для разработки своих программ. Как и в первом издании, здесь определяются факторы, стимулирующие изменения в инженерном образовании. В разделе, посвященном перспективам развития подхода CDIO и предполагаемому расширению инициативы CDIO (сообщества университетов, применивших подход CDIO хотя бы к одной инженерной программе), описываются достижения в областях, намеченных в 2007 г., а также потенциал проекта и направления его развития в будущем.

Мы благодарны за вклад наших коллег в написание каждой главы и за предоставленные ими примеры и кейсы. Как всегда, мы ждем комментариев и желаем всем успеха на пути реформирования инженерного образования.

1. Введение и мотивация

Обоснование

Задача инженерного образования – подготовка выпускников к успешной профессиональной деятельности, а значит, формирование у студентов предметной компетентности, понимания социального контекста и стремления к инновациям. Для повышения уровня производительности, предпринимательства и лидерства в условиях возрастающей технологической сложности объектов, процессов и систем существенными становятся соответствующие знания, навыки и личностные качества, что обосновывает крайнюю необходимость модернизации содержания базового инженерного образования на уровне бакалавриата.

В последние десятилетия ведущие вузы, промышленные и правительственные организации обратили внимание на необходимость реформ и сформулировали свои представления о требуемых компетенциях инженеров. Благодаря этому стало возможно определить основную задачу инженерного образования как подготовку выпускников, способных планировать, проектировать, производить и применять сложные инженерные объекты, процессы и системы с высокой добавленной стоимостью.

Ниже мы предлагаем вашему вниманию 12 принципов, способствующих успешному решению поставленной задачи в рамках инженерных образовательных программ. Первый из таких принципов – рассмотрение инженерного образования в контексте реальной инженерной практики: планирования, проектирования, производства и применения объектов, процессов и систем. Второй принцип – привлечение заинтересованных сторон к определению требований к результатам освоения образовательных программ. Для реализации сформулированных таким образом образовательных потребностей нами были разработаны 10 дополнительных принципов, которые в совокупности представляют собой комплексный и широко применимый подход к совершенствованию образовательных программ, методов преподавания, а также инфраструктуры технических вузов, основанный на надежной системе оценивания и постоянного улучшения. Тем самым мы стремимся значительно усовершенствовать содержание базовых инженерных образовательных программ и повысить качество технического образования в мире.

Необходимость перемен

Чем занимается современный инженер?

Инженеры создают объекты на благо общества. Цитируя Теодора фон Кармана [1], «ученые открывают существующий мир, инженеры же создают мир, которого никогда не было». По определению Устава Британского института гражданских инженеров 1828 г. [2], инженерная деятельность – это «искусство направления больших природных источников энергии на нужды и во благо человека». Несмотря на то что сегодня мы могли бы переформулировать это высказывание, отметив ответственность человека перед природой за распределение ее ресурсов, несомненным остается тот факт, что создание новых объектов, так же как и разумное использование природных ресурсов, остается одной из задач современного инженера.

Современные инженеры вовлечены во все этапы жизненного цикла объектов, процессов и систем, которые могут значительно отличаться (быть простыми и невероятно сложными), но имеют одну общую черту: они отвечают потребностям общества. Хорошего инженера отличает умение наблюдать и прислушиваться к требованиям клиента. Он определяет масштаб объекта или системы и помогает разработать общую концепцию. Другими словами, он участвует в планировании создания объекта или системы. Современные инженеры проектируют объекты, процессы и системы, обладающие технологической природой. Иногда они используют прорывные технологии, открывающие новые рубежи и создающие новые возможности. Порой же они используют существующие технологии, адаптируя их под изменяющиеся потребности общества. Инженеры руководят и в некоторых случаях участвуют в производстве объектов, процессов или систем. Объекты и системы проектируются инженерами таким образом, чтобы они были легки в производстве и надежны. Для того чтобы приносить пользу обществу, технические объекты и системы должны применяться. Потребительские товары (такие как кухонные печи, машины или ноутбуки) используются обычными людьми. Более сложными системами (например, промышленными печами, самолетами или коммуникационными сетями) управляют профессионалы. Инженеры должны учитывать и планировать применение объекта, процесса или системы уже на этапе проектирования.

Для успешного планирования, проектирования, производства и применения объектов, процессов и систем инженеры работают в команде, что требует коммуникативных навыков. Они творчески и критически подходят к решению задач, действуют ответственно и обладают целым рядом других универсальных и профессиональных компетенций.

Необходимость реформирования инженерного образования

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

Сегодня в высшей инженерной школе существует две, на первый взгляд, непримиримые точки зрения. С одной стороны, студенты должны освоить постоянно увеличивающийся объем знаний. С другой стороны, возрастает понимание того, что для создания реальных объектов, процессов и систем инженеры должны представлять их производство, обладать широким набором личностных и межличностным компетенций, а также уметь работать в команде.

Это противоречие отражает очевидное расхождение во взглядах между преподавателями вузов и представителями профессионального инженерного сообщества, являющимися в итоге работодателями выпускников технических вузов. Академическая общественность традиционно подчеркивает важность наличия глубоких технических знаний. Однако с конца 1970‑х – начала 1980‑х годов, а затем более активно в 1990‑х годах представители промышленности стали выражать озабоченность этим противоречием, обращая внимание на необходимость широкого вбидения перспективы, акцентирующей внимание на личностных и межличностных качествах, а также навыках создания объектов, процессов и систем.

В это время между работодателями, правительством и вузами возник диалог, целью которого стало усовершенствование инженерного образования. В ходе совместной работы были проанализированы компетенции выпускников инженерных программ и сформулированы перечни требуемых характеристик современного инженера. В обоих списках прослеживалась неявная критика инженерного образования в отношении излишней теоретизации обучения, в частности, математике, естественным и техническим наукам и недостаточности подготовки к реальной практике, требующей навыков проектирования, работы в команде и коммуникации.

Такая критика выявила напряженность в решении главных задач современного инженерного образования: подготовить специалистов в определенных технических областях, что предполагает овладение увеличивающимся объемом профессиональных знаний, и одновременно сформировать у выпускников универсальные личностные и межличностные компетенции и навыки создания объектов, процессов и систем.