Судя по содержанию практически всех последних нормативных документов, регламентирующих развитие экономики страны и образовательных стандартов всех направлений и уровней обучения, инновационная подготовка является неотъемлемым и обязательным компонентом общей подготовки будущих кадров. Однако, несмотря на это, в учебных планах вузов отсутствуют дисциплины, обеспечивающие такую подготовку. Возникает противоречие между необходимостью подготовки обучающихся к инновационной деятельности и отсутствием дисциплин целенаправленно обеспечивающих такую подготовку. Для разрешения этого противоречия авторы предлагают, не нарушая учебные планы, блоки и названия дисциплин вводить в их состав интегрированные учебные дисциплины, в структуру которых включены разделы, обеспечивающие формирование у студентов вузов компетенций, определяющих владение инновационной деятельностью. Особенно это актуально для инженерного образования, так как именно эффективная инженерная деятельность обеспечивает технический прогресс общества в целом и обучать таких специалистов необходимо ИИД.
Цель статьи: разработка педагогической модели методической системы подготовки студентов технических вузов к инновационной инженерной деятельности при обучении интегрированным дисциплинам.
Материалы и методы исследования
В описываемых материалах статьи были использованы традиционные общенаучные подходы, методы и принципы исследования [1]. Из подходов наиболее полно были использованы: интегрированный (при проектировании интегрированных дисциплин) и системный (при составлении педагогической модели методической системы подготовки к ИИД), структурный (при структурировании материала УД и ИУД). Среди множества методов были задействованы метод морфологического анализа и классификации (для выявления различных способов интеграции разделов ИУД), метод анализа существующих исследований и синтеза таких понятий, как «учебная дисциплина» и «интегрированная учебная дисциплина», а также метод проектирования для разработки модели и структуры ИУД. Среди общенаучных принципов в ходе исследования наиболее актуальными были: принцип историзма, детерминизма и количественно-качественных изменений применительно к ИИД.
Результаты исследования и их обсуждение
В соответствии со сформулированной целью рассмотрим понятие «учебная интегрированная дисциплина», но прежде конкретизируем понятие «учебная дисциплина». На рис. 1 представлены различные, наиболее широко используемые в педагогической практике определения УД. На наш взгляд, наиболее отвечающим требованиям инновационной подготовки является определение УД М.Г. Романцов и Т.В. Сологуб, представленное на рис. 1 под номером 8. Но считаем необходимым его расширить и конкретизировать и в дальнейшем в своих исследованиях понимать под учебной дисциплиной логически завершенную структурную единицу образовательного процесса, представляющую собой систему из знаниевого, психологического и деятельностного компонентов, определенной отрасли науки (техники, искусства, деятельности) и направленную на формирование требуемых компетенций.
Непосредственно определения ИУД в существующих исследованиях нам не удалось найти. Имеются сведения об использовании принципа интеграции в образовательной среде и его реализации, так, встречается информация об организационной интеграции объектов образовательной деятельности и интеграции компонентов инженерной и инновационной подготовки в вузах [8], интеграции дисциплин в рамках методических систем обучения, например, Г.Н. Курбоновой [9], междисциплинарной интеграции Л.В. Абакумовой и Е.А. Климовой [10] при фундаментальной подготовке учащихся ССУСов. В последнее время, особую популярность приобрела идея проведения интегрированных занятий на различных уровнях образования [10]. Наиболее близкой к нашему исследованию является идея Г.А. Кондратьевой [11] об интеграции в модульную структуру существующих дисциплин ВГУМИП. Известны также примеры использования интегрированных дисциплин так, например, преподаваемая на протяжении нескольких десятков лет в инженерных вузах студентам немеханических направлений подготовки дисциплина «Прикладная механика», включающая в себя основные разделы сопротивления материалов, теоретической механики, теории механизмов и машин, деталей машин и основ конструирования. Она спроектирована для формирования у обучающихся фундаментальных инженерных знаний. Еще одним таким примером является специально спроектированная Е.П. Грошевой [12], для обучения студентов ИИД, интегрированная дисциплина «Основы инновационной инженерной деятельности», состоящая из разделов: инновационная деятельность, инженерное творчество, интеллектуальное право, патентные исследования – и отражающая основные этапы реализации ИИД.
На основании вышеизложенного сформулируем для дальнейшего использования рабочее определение учебной интегрированной дисциплины как дисциплины объединяющей в себе содержание различных учебных и научных дисциплин (техники, искусства, производственной и других видов человеческой деятельности) и адекватной им деятельности в необходимом и достаточном объеме, для эффективного и гарантированного формирования у студентов требуемых компетенций (рис. 1).
В таблице представлены составленные нами на основе использования морфологического анализа различные виды интеграции. В этой таблице, под номером 1, представлена внутридисциплинарная интеграция, широко используемая при модульном обучении [1]. Под номером 2 идет следующий, более сложный вид интеграции: междисциплинарная: 1) одного цикла дисциплин; 2) разных циклов (естественно-научная с общетехнической, общетехническая с профессиональной и др.); 3) дисциплин разных направлений подготовки; 4) дисциплин с различными видами деятельности и др. Основной задачей многоуровневой интеграции (интеграция уровней образования) является оптимальное проектирование образовательных программ различных уровней с целью их согласования и направления на решение главных задач, при оптимальных значениях материальных, временных и других затрат. Безграничные возможности для решения образовательных задач предоставляет комбинированная интеграция, обеспечивающая интеграцию различных существующих уровней, этапов, методов и технологий образования и обучения (таблица).
Рис. 1. Определения учебной и интегрированной дисциплин
Виды интеграции
|
Вид интеграции |
Структура (вид интеграции) |
|||
|
1. Внутридисциплинарная |
Модуль 1 |
Модуль 2 |
Модуль 3 |
Модуль N |
|
2. Междисциплинарная |
Одного цикла |
Разных циклов |
Разных направлений |
С видами деятельности |
|
3. Многоуровневая |
Бакалавриат |
Магистратура |
Специалитет |
Аспирантура |
|
4. Комбинированная |
Внутридисциплинарная с междисциплинарной |
Внутридисциплинарная с многоуровневой |
||
|
Междисциплинарная с многоуровневой |
Другие комбинации |
|||
Учитывая вышеизложенное, нами была спроектирована УИД «Прикладная механика» (ПМ) учебного плана направления подготовки 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника» ФГБОУ ВО «МГУ им. Н.П. Огарева». Она включает лекционные (с модулем изучения теории аддитивных технологий), лабораторные (с модулем ознакомления с технологиями и оборудованием быстрого прототипирования и тиражирования, изучения работы 3D-сканера и 3D-принтера; принципа работы смесительно-заливочной установки и принципа работы вакуумно-литьевой машины марки HVC-1) и практические (с модулем 3D проектирования, 3D моделирования и 3D печати инновационных продуктов) занятия. Для ее методического обеспечения были разработаны и изданы учебник «Прикладная механика» и пособие «Интегрированный лабораторный практикум по прикладной механике» [13].
Как было отмечено выше, целью обучения этой УИД является повышение эффективности формирования у студентов КИИД, а инструментом для ее достижения должна стать методическая система подготовки студентов к ИИД. На рис. 2 представлена педагогическая модель этой системы, как начальный этап ее разработки и реализации, традиционно включающей целевой, концептуальный, содержательный, технологический и рефлексивно-оценочный компоненты. Рассмотрим содержание каждого компонента. Целевой компонент включает в себя цель (формирование КИИД на основе вовлечения студентов во все этапы полного инновационного цикла при обучении УИД ПМ) и задачи (формирование у студентов мотивации к овладению ИИД при обучении УИД ПМ; конкретизация компонентов КИИД, формируемых при обучении УИД ПМ; обоснование методов эффективного формирования КИИД; разработка методической системы формирования КИИД, при обучении УИД ПМ (теоретические положения, педагогическая модель, методика); реализация методической системы формирования КИИД, при обучении УИД ПМ; экспериментальное подтверждение эффективности методической системы).
Рис. 2. Педагогическая модель методической системы
Концептуальный компонент определяет общую концепцию исследования (в условиях отсутствия в учебных планах дисциплин, направленных на подготовку к ИИД, необходимо существующие дисциплины плана проектировать интегрированными с различными видами интеграции). Содержательный компонент отражает все представленные в таблице виды интеграции: 1) внутридисциплинарную; 2) междисциплинарную интеграцию (одного цикла дисциплин, дисциплин разных циклов, дисциплин разных направлений подготовки, интеграции содержания дисциплин с содержанием различных видов деятельности, интеграции содержания дисциплин с содержанием различных высокотехнологичных отраслей производства); 3) многоуровневую интеграцию (интеграция уровней образования); 4) комбинированную интеграцию (интеграция различных уровней, этапов, методов и технологий образования и обучения). Процессуально-технологический компонент, включающий методы, формы и средства обучения (рис. 2), служит средством достижения поставленной цели. Как показано на рис. 2, обучение ПМ организовано в рамках реализации спроектированных авторами деловых игр («Конструкторское и конструкторско-технологическое бюро», «Фирма» и др.) [13], одновременно являющихся и рефлексивно-диагностическим средством. Диагностический компонент модели методической системы предполагает регулярный мониторинг, диагностику и самодиагностику формирования КИИД, через систему заданий, тестирований, реализацию деловых игр и других контрольно-измерительных и диагностических материалов. Представленная модель была внедрена в учебный процесс вышеуказанного вуза и направления подготовки. За счет реализованной в ней возможности вовлечения студентов во все основные этапы инновационного цикла (постановка задачи – синтез технического решения – получение инновационного продукта – 3D-печать изделия) обеспечивается их эффективная подготовка к ИИД, что подтверждается результатами проведенного педагогического эксперимента [13].
Выводы
В результате выполненного исследования были получены следующие научные и практические результаты:
1) на основании анализа имеющихся исследований по рассматриваемой проблеме было конкретизировано определение учебной дисциплины и сформулировано определение «учебная интегрированная дисциплина»;
2) на основании использования морфологического метода была составлена классификация всех возможных видов интеграции дисциплин и видов деятельности этапов обучения и уровней образования;
3) была спроектирована УИД «Прикладная механика» учебного плана направления подготовки 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника» ФГБОУ ВО «МГУ им. Н.П. Огарева», включающая лекционные, практические, лабораторные и другие формы занятий с блоками обучения ИИД;
4) разработана и внедрена в учебный процесс педагогическая модель методической системы подготовки студентов к ИИД при обучении интегрированным дисциплинам, традиционно включающая целевой, концептуальный, содержательный, технологический и рефлексивно-оценочный компоненты, обеспечивающая повышение эффективности такой подготовки.
Работа выполнена при поддержке проекта № 18-013-00342 Российского фонда фундаментальных исследований.