Согласно требованиям ФГОС ВО 3++, выпускники образовательных учреждений должны владеть совокупностью универсальных, общепрофессиональных и профессиональных компетенций, определяющих, по сути, характеристику инновационной инженерной деятельности (ИИД). То есть, несмотря на то обстоятельство, что непосредственно в образовательных стандартах не сказано о необходимости инновационной подготовки студентов, но, анализируя перечень требуемых к овладению компетенций и содержание всех последних нормативных документов, регламентирующих развитие экономики страны, приходим к выводу об обязательной подготовке обучающихся вузов к ИИД. В ФГБОУ ВО «МГУ им. Н.П. Огарева» такая подготовка успешно осуществляется, начиная с 2000-х гг. [1, 2]. За это время накоплен богатый научно-методический опыт реализации различных подходов, методов и частных методик к обучению ИИД, который обобщен в виде целостной методики. В предлагаемой статье описывается содержание этой методики обучения ИИД бакалавров и магистрантов направления подготовки «Агроинженерия», практически за все время их обучения.

Цель исследования: разработка методики обучения студентов вузов инновационной инженерной деятельности, на примере обучающихся бакалавров и магистрантов направления подготовки «Агроинженерия» ФГБОУ ВО «МГУ им. Н.П. Огарева».

Материалы и методы исследования

В рассматриваемой работе авторы опирались на накопленный в системе инженерного образования опыт по подготовке студентов к ИИД, как собственный (табл. 1), так и других авторов, для чего были использованы многочисленные общенаучные подходы, методы и принципы проведения исследований. В частности [1], интегрированный, системный и структурированный научные подходы позволили объединить в единую многоуровневую и многоэтапную целостную методику обучения ИИД студентов различных курсов и уровней образования, на основе междисциплинарной и межпредметной связи между дисциплинами, видами деятельности и производства); методы морфологического анализа и классификации, аналогии, моделирования, проектирования – позволили повысить эффективность подготовки к ИИД, за счет вовлечения студентов во все этапы ИИД, в условиях смоделированной и спроектированной инновационной образовательной среды; принципы единства анализа и синтеза, индукции и дедукции, взаимосвязи и взаимозависимости и др. наряду с принципами многоуровневости и многоэтапности явились основанием для обобщения педагогического опыта по обучению ИИД в методическую систему. В табл. 1 указаны систематизированные в одну матрицу и структурированные в хронологическом порядке основные результаты научно-методической деятельности авторов по повышению эффективности подготовки студентов к ИИД. Они представлены соответствующими методическими системами, реализованными в различных вузах страны, и подробно описаны в указанных источниках.

В нижеследующем разделе показано, как основные положения всех этих подходов авторы объединили в рамках одной методики подготовки к ИИД бакалавров и магистрантов направления подготовки «Агроинженерия» ФГБОУ ВО «МГУ им. Н.П. Огарева», традиционно включающей целевой, концептуальный, содержательный, технологический и рефлексивно-оценочный компоненты [6–8]. Описание целевого компонента представлено во введении, концептуального – в данном разделе статьи (подходы, методы и принципы), содержательного – частично в табл. 1 и в следующем разделе статьи, там же описаны и другие компоненты.

Результаты исследования и их обсуждение

В табл. 2 отражена технология реализации предложенной методики подготовки студентов к ИИД, включающая две ступени образования: бакалавриат и магистратуру, особенно подробно в ней представлены ее технологический и рефлексивно-оценочный компоненты. В соответствии с таблицей, вовлечение студентов в инновационную подготовку начинается с 1-го курса бакалавриата – первого адаптационного этапа, во время их знакомства с высокотехнологичной научной инфраструктурой института (научные кружки, научно-исследовательские лаборатории (НИЛ), СКБ, малые инновационные предприятия (МИП) и др.), после чего ими осуществляется выбор их научного направления и назначается научный руководитель – вводный этап. В ходе освоения учебного плана, адаптации к условиям университета обучающиеся привлекаются к НИРС. Учитывая, что основой ИИД является творческий потенциал студентов. в качестве средства для его развития выбрано обучение в олимпиадной среде [9–11] (подготовка и участие в I туре предметных олимпиад по естественнонаучным дисциплинам). В летний каникулярный период, наряду с прохождением учебно-производственной практики, наиболее успешные из них становятся слушателями выездной научной студенческой школы «Механик».

Второй курс весь включен во второй этап – становления, на нем студенты начинают изучать интегрированную учебную дисциплину ОИИД, непосредственно формирующую у них компетентность в инновационной инженерной деятельности (КИИД), и другие общепрофессиональные дисциплины (табл. 2). Во втором семестре они включаются в проектную деятельность, в рамках интегрированной учебной дисциплины (ИУД) «Теория механизмов и машин» (ТММ) с аддитивными технологиями (АТ). Кроме того, они привлекаются к работе в СКБ, к подготовке и участию в 2 и 3 турах всероссийских студенческих олимпиад по ТММ и агроинженерии, в которых наиболее полно моделируется инновационная деятельность. Обучающиеся вовлекаются в получение нематериальных (патенты, рацпредложения, техническая документация) и материальных (изделия из пластика) инновационных продуктов (НИП и МИП), Летом они, кроме научной школы и других выше перечисленных мероприятий, могут также принять участие в реальной профессиональной деятельности – в работе механизированных отрядов, тем самым повторяя предыдущий годичный цикл инновационной подготовки на более высоком уровне.

Третий курс – третий этап, развивающий, представляет для бакалавров новый белее усложненный и более практико-ориентированный цикл обучения ИИД, так как расширяя свои проектные возможности при освоении ИУД «Детали машин и основы конструирования» (ДМиОК) с АТ и благодаря изучению ими общепрофессиональных дисциплин (сельскохозяйственные машины; тракторы и автомобили; надежность и ремонт машин и др.), они могут принять участие в работе учебно-научно-производственного центра, МИП, Центра проектирования и быстрого прототипирования «Рапид Про» и других высокотехнологичных центрах. Каникулярный летний период для них является дополнительной образовательной средой.

Четвертый заключительный этап 1 ступени обучения ИИД или 4 курс учебного плана является одновременно завершением обучения одной ступени и началом следующего этапа. В рамках его проходит не только насыщенная подготовка к участию во 2 туре ВСО по агроинженерии в г. Твери, 3 туре ВСО АГРО в г. Саранске и международной олимпиаде по агроинженерным специальностям в г. Саратове, но и работа над выпускной квалификационной работой – интегральном критерии овладения КИИД.

Все перечисленные возможности наиболее полно реализуются в инновационной подготовке магистрантов 1 и 2 курсов на продвинутом этапе подготовки (табл. 2). Практически все вновь поступившие в магистратуру студенты уже были участниками вышеперечисленных мероприятий, единственно новой для них является программа «Летний студенческий университет» [3] и их участие во многих мероприятиях в качестве стажеров-исследователей, параллельно выполняя свой индивидуальный учебный план.

Рассмотренная методика реализуется при помощи разработанного нами важного, одновременно являющегося обучающим, диагностирующим и рефлексивным средством – деловой игры «Конструкторско-технологическое бюро» (КТБ) [3, 12] (табл. 2). Это средство обеспечивает моделирование реальной ИИД и вовлечение участников во все этапы инновационного цикла (получение НИП и МИП). Она реализуется в 8 этапов.

Первый этап является одним из наиболее важных, так как именно на нем создается бюро из 6–7 человек, распределяются роли, адекватные ролям реального КТБ, назначается руководитель, определяется название бюро и выбирается вид деятельности. Следует отметить, что сформированная при этом команда может как работать на протяжении всего срока обучения, так и изменяться по окончании этапов обучения. Основную часть игры составляют: 2 – концептуальный, 3 – аналитический, 4 – управленческий и 5 – деятельностный этапы, так как в их рамках формируется проблема, ставятся задачи, синтезируется техническое решение, оформляются заявительские документы на результаты интеллектуальной деятельности (РИД) и разрабатывается первый инновационный продукт – НИП, в виде патента на изобретение или полезную модель. Следующую, не менее важную часть игры мы назвали проектно-производственной [13], в нее входят 6 – этап 3D проектирования и моделирования и 7 – этап производства МИП, путем 3D печати изделий и узлов из пластика. Эта часть игры предназначена для студентов, обучающихся начиная со 2 курса бакалавриата. Она проходит в центре «Рапид-Про» МГУ им. Н.П. Огарева, на этих этапах обучающиеся овладевают проектными компетенциями, а также компетенциями 3D-технологий проектирования и печати для изготовления МИП. При необходимости полученные изделия могут быть тиражированы при помощи имеющегося в Центре оборудования для вакуумного литья в силиконовые формы. Заключительный 8 этап игры состоит в защите каждой командой проекта и проходит в форме презентации КТБ. На всем протяжении игры действует накопительная система баллов, как индивидуальная, так и командная. Как видим, представленная методика подготовки к ИИД охватывает все этапы (курсы) и ступени обучения, а ее объединяющим началом является деловая инновационная игра КТБ. В ходе обучения по предложенной методике совместно с обучающими были получены: 1) НИП (патенты на изобретения и полезные модели – 10 шт.; рационализаторские предложения – 5 шт.; техническая документация на изготовление почвообрабатывающих фрез); 2) МИП (разработаны и изготовлены образцы почвообрабатывающих фрез – 3 шт. и др. [4, 5].

Выводы

Таким образом, в ходе исследования были получены следующие важные результаты:

1) разработана и реализована единая методика обучения студентов технических вузов ИИД, охватывающая 4 этапа (курсы) обучения и 2 ступени образования (бакалавриат и магистратуру), включающая цели, задачи, методы, средства, диагностику обучения и традиционно структурированная на компоненты;

2) для реализации методики выбрано разработанное ранее авторами и адаптированное к новым условиям обучающее, диагностирующее и рефлексивное средство – деловая игра «Конструкторско-технологическое бюро», состоящая из четырех частей (начальной, основной, проектно-производственной и заключительной) и включающая восемь этапов;

3) систематизированы ранее разработанные авторами методические подходы по повышению эффективности подготовки студентов к ИИД, представленные в виде таблицы;

4) высокая эффективность реализации методики подтверждена как количественными – полученными высокотехнологичными инновационными продуктами, так и качественными – новыми методами обучения ИИД.

Работа выполнена при поддержке проекта № 18-013-00342 Российского фонда фундаментальных исследований.