Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретико-методологические аспекты формирования компетенций выпускников технических профилей с учетом международных стандартов 17
1.1 Формирование компетенций выпускников технических профилей как педагогическая проблема 17
1.2 Требования к компетенциям бакалавров и магистров технических профилей, предъявляемые национальными и международными стандартами 23
1.3 Комплекс компетенций бакалавров и магистров технических профилей с учетом международных стандартов 51
Выводы по главе 1 62
Глава 2. Образовательные технологии формирования профессиональных и универсальных компетенций выпускников 65
2.1 Современные образовательные технологии в системе высшего профессионального образования 65
2.2 Анализ и обобщение инновационного педагогического опыта вузов по реализации образовательных технологий 76
2.3 Методика выбора образовательных технологий для эффективного формирования планируемых компетенций 101
Выводы по главе 2 113
Глава 3. Опытно-экспериментальная работа по формированию профессиональных и универсальных компетенций выпускников 115
3.1 Формирование профессиональных и универсальных компетенций выпускников совместной магистерской программы ТПУ-ТУ Берлин 116
3.2 Подготовка преподавателей к реализации современных образовательных технологий формирования компетенций выпускников 128
3.3 Результаты опытно-экспериментальной работы по формированию компетенций выпускников с учетом международных стандартов в ТПУ 136
Выводы по главе 3 145
Заключение 147
Список литературы 150
Приложение 1 175
Приложение 2 177
Приложение 3 191
Приложение 4 194
Приложение 5 208
Приложение 6 209
- Формирование компетенций выпускников технических профилей как педагогическая проблема
- Комплекс компетенций бакалавров и магистров технических профилей с учетом международных стандартов
- Анализ и обобщение инновационного педагогического опыта вузов по реализации образовательных технологий
- Результаты опытно-экспериментальной работы по формированию компетенций выпускников с учетом международных стандартов в ТПУ
Введение к работе
Актуальность исследования. В высшем профессиональном образовании произошли серьезные изменения, связанные прежде всего со сменой знаниевой парадигмы образования на деятельностную, переходом на уровневую систему подготовки «бакалавр – магистр», введением Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) третьего поколения, ориентированного на компетенции выпускников как результаты обучения. Созданы федеральные и национальные исследовательские университеты, перед которыми стоят задачи подготовки конкурентоспособных специалистов мирового уровня. Все это требует перестройки образовательного процесса, в том числе разработки и реализации основных образовательных программ нового поколения, соответствующих требованиям международных стандартов.
Особого внимания в данной ситуации требует подготовка преподавателей к проектированию и реализации программ в логике компетентностного подхода и применению современных образовательных технологий для формирования профессиональных и универсальных компетенций бакалавров и магистров технических профилей. Ситуация усложняется тем, что в настоящее время большинство преподавателей вузов недостаточно подготовлены к решению поставленных задач. Согласно данным Федерального агентства по образованию от 26.02.2010, переподготовку прошли около 15 тыс. преподавателей (из 342,7 тыс. по данным Росстат), что составляет около 5 % профессорско-преподавательского состава. При этом до половины программ повышения квалификации посвящались общим вопросам, не связанным непосредственно с технологическими приемами проектирования и реализации новой модели образования.
Актуальность проблемы реализации образовательных программ нового поколения подчеркивает тот факт, что в Комплексном плане мероприятий Минобрнауки России по обеспечению перехода высших учебных заведений на уровневую систему в 2010–2011 гг. отдельным пунктом обозначена организация поддержки и развития инновационных образовательных технологий, ориентированных на подготовку конкурентоспособных специалистов и гармоничное развитие личности.
Проблема исследования. В отечественном образовании научно-педагогическим исследованиям в области современных технологий обучения посвящены работы Г.В. Борисовой, М.В. Кларина, В.П. Косырева, Г.В. Лаврентьева, Д.Г. Левитеса, Е.С. Полат, Г.К. Селевко, А.П. Тряпицыной, Д.В. Чернилевского и др. В частности, можно выделить такие образовательные технологии, как проблемное обучение (И.Я. Лернер, А.М. Матюшкин, М.И. Махмутов, В.Т. Кудрявцев, В.С. Кукушин и др.), контекстное обучение (А.А. Вербицкий), проектное обучение (В.В. Гузеев, Ю.Э. Краснов, Н.Ю. Пахомова, Е.С. Полат и др.), педагогические технологии на основе активизации и интенсификации деятельности (С.И. Архангельский, Ю.К. Бабанский, А.А. Вербицкий, Н.Б. Лаврентьева, Т.С. Панина, П.И. Пидкасистый, В.А. Сластенин и др.).
Обзор зарубежной педагогической литературы показывает приверженность вузов активным методам обучения, проблемно-ориентированному и проектно-организованному обучению (problem based learning, project organized learning, activity-led-learning, learning by development – К. Бенджамин, Э. Де Грааф, Т. Джонс, А. Колмос, Л. Крог, П.Г. Ларсен, Е. Линдсей, С. Миерсон, Дж. Равен, Ф. Финк, Г. Хайтман).
Вместе с тем, несмотря на большое количество исследований в области образовательных технологий, многие вопросы их практической реализации в системе высшего профессионального образования изучены недостаточно, мало внимания уделено раскрытию механизмов стимулирования и дальнейшей трансляции инновационной педагогической деятельности. Помимо использования научно-теоретической базы для эффективного внедрения современных образовательных технологий в учебный процесс и организации программ повышения квалификации преподавателей, необходимо проведение анализа и обобщения передового опыта отечественных и зарубежных вузов, чьи инновационные педагогические решения наиболее успешны и перспективны в части формирования планируемых компетенций конкурентоспособных выпускников вузов технических профилей.
При этом в связи с тенденциями интернационализации инженерного образования и глобализации инженерной профессии при формировании компетенций бакалавров и магистров технических профилей необходимо учитывать требования к результатам обучения мирового профессионального сообщества, предъявляемые в рамках международных критериев качества инженерного образования – «международных стандартов» (ABET Engineering Criteria 2000, CDIO Syllabus, EUR-ACE Framework Standards, Washington Accord Graduate Attributes and Professional Competencies и др.).
Таким образом, можно констатировать, что в настоящее время в системе инженерного образования имеют место противоречия:
между необходимостью подготовки бакалавров и магистров, конкурентоспособных на мировом рынке труда, и уровнем их профессиональных и универсальных компетенций, не в полной мере соответствующим требованиям международных стандартов качества инженерного образования;
между потребностью в реализации в учебном процессе технических вузов современных образовательных технологий, направленных на комплексное формирование компетенций выпускников, и недостаточной готовностью преподавателей к их применению.
Выявленные противоречия обусловливают проблему исследования, заключающуюся в научном обосновании комплекса профессиональных и универсальных компетенций бакалавров и магистров технических профилей с учетом требований международных стандартов и формировании компетенций на основе современных образовательных технологий.
Необходимость решения рассматриваемой проблемы определила выбор темы диссертационного исследования «Формирование компетенций бакалавров и магистров технических профилей с учетом международных стандартов».
Объект исследования – процесс подготовки бакалавров и магистров в технических вузах.
Предмет исследования – формирование компетенций бакалавров и магистров технических профилей с учетом требований международных стандартов.
Цель исследования – теоретически обосновать состав и содержание комплекса компетенций бакалавров и магистров технических профилей с учетом требований международных стандартов, выявить и реализовать на практике образовательные технологии, обеспечивающие эффективное его формирование.
Гипотеза исследования
Формирование компетенций бакалавров и магистров технических профилей с учетом требований международных стандартов будет эффективным, если:
определен состав и содержание профессиональных и универсальных компетенций выпускников в соответствии с требованиями международных стандартов и двухуровневой подготовки;
будут использованы современные образовательные технологии и научно-методические рекомендации по их применению, разработанные на основе инновационного педагогического опыта отечественных и зарубежных вузов;
осуществлена подготовка преподавателей к реализации современных образовательных технологий, направленных на формирование планируемых компетенций выпускников, созданы механизмы стимулирования и трансляции инновационной педагогической деятельности.
Исходя из проблемы, цели и гипотезы исследования были сформированы следующие задачи:
-
Определить состав и содержание комплекса компетенций бакалавров и магистров технических профилей с учетом требований национальных и международных стандартов качества инженерного образования.
-
На основе анализа педагогической литературы и обобщения инновационной педагогической практики вузов выявить современные образовательные технологии, обеспечивающие успешное формирование планируемых компетенций выпускников, сформулировать научно-методические рекомендации по их применению.
-
Теоретически обосновать, разработать и экспериментально проверить методику выбора образовательных технологий, предусматривающую определение оптимальных сочетаний форм организации и методов активизации образовательной деятельности для эффективного формирования планируемых компетенций выпускников.
-
Осуществить подготовку преподавателей к реализации современных образовательных технологий формирования планируемых компетенций выпускников, сформировать механизмы стимулирования и трансляции инновационной педагогической деятельности.
-
Проверить эффективность формирования комплекса планируемых компетенций выпускников с учетом требований национальных и международных стандартов посредством реализации современных образовательных технологий.
Теоретико-методологическую основу исследования составили труды отечественных и зарубежных ученых:
по общим проблемам и тенденциям развития высшего профессионального образования (Дж. Августи, В.М. Жураковский, А.В. Коржуев, П.Ф. Кубрушко, В.А. Попков, И.Д. Фрумин, Г. Хайтман, А.И. Чучалин, В.Д. Шадриков и др.);
по компетентностному подходу в образовании (В.И. Байденко, О.В. Боев, Э.Ф. Зеер, И.А. Зимняя, В.П. Косырев, Н.В. Кузьмина, Дж. Равен, З.С. Сазонова, А.И. Сурыгин, Ю.Г. Татур, М.А. Чошанов, А.В. Хуторской и др.);
по педагогической подготовке преподавателей инженерных вузов (В.Е. Медведев, М.Г. Минин, В.М. Приходько, В.А. Федоров и др.);
по технологическому подходу к обучению (Л. Андерсон, М.Е. Бершадский, В.П. Беспалько, Б. Блум, В.И. Боголюбов, Т. Гилберт, В.В. Гузеев, Т.А. Ильина, М.В. Кларин, Г.В. Лаврентьев, М.М. Левина и др.);
по теории деятельностного подхода (Л.С. Выготский, А.Н. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн, Н.Ф. Талызина и др.);
по концепции личностно ориентированного обучения (Е.В. Бондаревская, Э.Ф. Зеер, И.А. Зимняя, В.В. Сериков, И.С. Якиманская и др.);
по проектному и проблемно-ориентированному обучению (Э. Де Грааф, А. Колмос, М.И. Махмутов, A.M. Матюшкин, И.Я. Лернер, М.Н. Скаткин, В.В. Гузеев, Е.С. Полат и др.);
по проблемам интенсификации и активизации обучения (С.И. Архангельский, И. Бадран, А.А. Вербицкий, Г.А. Китайгородская, Л. Крог, Т.С. Панина, Р.А. Стюарт, Ф. Финк и др.).
Методы исследования: анализ психологической, педагогической, социологической и экономической литературы; анализ российских и международных нормативных документов профессиональных инженерных организаций, учебно-методической документации; изучение и обобщение педагогического опыта; проектирование; экспертная оценка, анкетирование, беседа, педагогический эксперимент; статистический анализ данных.
Опытно-экспериментальная база исследования. Исследовательская работа была проведена на базе Аккредитационного центра Ассоциации инженерного образовании России, кафедры инженерной педагогики Института дополнительного непрерывного образования и кафедры физики высоких технологий в машиностроении Института физики высоких технологий Национального исследовательского Томского политехнического университета.
Этапы исследования. Диссертационное исследование проводилось в период с 2005 по 2010 гг. в три этапа.
Первый этап (2005–2007 гг.): определение проблемы исследования и изучение степени ее разработанности в отечественной и зарубежной педагогической теории и практике; определение цели и задач исследования; изучение и анализ национальных и международных критериев качества инженерного образования, формирование на их основе комплекса профессиональных и универсальных компетенций бакалавров и магистров технических профилей; анализ и обобщение инновационной педагогической практики вузов по реализации современных технологий обучения, направленных на формирование выявленного комплекса компетенций.
Второй этап (2007–2009 гг.): опытно-экспериментальная работа по формированию профессиональных и универсальных компетенций студентов посредством выбора образовательных технологий, оптимальных сочетаний форм организации и методов активизации образовательной деятельности; разработка и корректировка методики выбора образовательных технологий; разработка и реализация совместно с экспертами Международного общества по инженерной педагогике (IGIP) программы повышения квалификации преподавателей «Инновационные образовательные технологии формирования и оценки профессиональных и универсальных компетенций выпускников инженерных программ».
Третий этап (2009–2010 гг.): апробация предложенной методики выбора образовательных технологий на примере реализации ряда образовательных программ Национального исследовательского Томского политехнического университета (ТПУ), в том числе совместно с зарубежными вузами-партнерами; систематизация и интерпретация полученных материалов, обобщение теоретических и практических результатов исследования, оформление текста диссертации и автореферата.
Научная новизна результатов исследования
-
Сформирован и охарактеризован комплекс компетенций выпускников с учетом национальных и международных критериев качества инженерного образования, включающий: а) профессиональные компетенции (фундаментальные знания, инженерный анализ, инженерное проектирование, исследования, инженерная практика, ориентация на работодателя); б) универсальные компетенции (проектный и финансовый менеджмент, коммуникации, индивидуальная и командная работа, профессиональная этика, социальная ответственность, обучение в течение всей жизни). Комплекс дифференцирован для программ подготовки бакалавров и магистров технических профилей.
-
Определены эффективные образовательные технологии формирования компетенций бакалавров и магистров технических профилей в инновационной педагогической практике вузов. К ним относятся проблемно-ориентированные и проектно-организованные технологии обучения в сочетании с индивидуализацией образовательных траекторий, междисциплинарным характером обучения и опережающей самостоятельной работой.
-
Выявлены особенности реализации современных образовательных технологий в практике отечественных и зарубежных вузов, способствующие формированию планируемых компетенций бакалавров и магистров технических профилей (мультикультурные и междисциплинарные команды; взаимодействие с промышленностью и бизнесом (от выбора темы до оценки результатов и их внедрения); обратная связь; реализация проектов с учетом социальных, экологических, экономических, этических аспектов, вопросов устойчивого развития и др.), на основании которых сформулированы рекомендации, касающиеся дидактических принципов, организации работы в команде, обеспечения взаимодействия с работодателями, форм представления результатов работы студентов.
-
Обоснована и разработана методика выбора образовательных технологий, состоящая из понятийной, содержательной частей и алгоритма действий преподавателя. Методика предусматривает определение оптимальных сочетаний форм организации (лекция, практические и лабораторные занятия, курсовой проект и др.) и методов активизации (командная работа, деловая игра и др.) образовательной деятельности с учетом рекомендаций, выработанных на основе экспертных оценок, для эффективного формирования планируемых компетенций выпускников вузов технических профилей.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что расширено представление о комплексе профессиональных и универсальных компетенций бакалавров и магистров технических профилей, выделенных с учетом требований национальных и международных стандартов, уточнены сущность и содержание входящих в комплекс компетенций. Теория и методика высшего профессионального образования дополнены выявленными особенностями реализации современных образовательных технологий в технических вузах, научно-методическими рекомендациями по выбору образовательных технологий формирования компетенций выпускников.
Практическая значимость исследования
-
Сформирован комплекс профессиональных и универсальных компетенций выпускников технических профилей с учетом национальных и международных стандартов качества инженерного образования, который может быть положен в основу проектирования, реализации и оценки компетентностно-ориентированных образовательных программ нового поколения, а также их последующей международной аккредитации. Ориентация на разработанный комплекс в Национальном исследовательском Томском политехническом университете способствовала успешной общественно-профессиональной аккредитации 10 образовательных программ с присуждением европейского знака качества «EUR-ACE» в период с 2007 по 2010 гг.
-
Разработано содержание и реализована программа повышения квалификации преподавателей технических вузов «Инновационные образовательные технологии формирования и оценки профессиональных и универсальных компетенций выпускников инженерных программ». Программа прошла экспертизу Ассоциации инженерного образовании России и Международного общества по инженерной педагогике (IGIP).
-
Созданы механизмы стимулирования и трансляции инновационной педагогической деятельности преподавателей, включающие положение о стимулировании; психолого-педагогическое сопровождение процесса освоения и внедрения современных образовательных технологий; реестр преподавателей, активно ведущих педагогическую деятельность по приоритетным инновационным направлениям.
-
Разработано учебное пособие «Корпоративное управление вузом» (в соавторстве), содержащее анализ требований к компетенциям выпускников, предъявляемых национальными и международными стандартами инженерного образования, и сформированный на их основе комплекс профессиональных и универсальных компетенций выпускников. Пособие активно используется преподавателями для разработки, реализации и совершенствовании инженерных образовательных программ.
-
Разработана и используется при реализации компетентностно-ориентированных рабочих программ дисциплин методика выбора образовательных технологий для эффективного формирования планируемых компетенций. При участии автора разработаны рабочие программы дисциплин совместной (Double Degree) магистерской программы ТПУ и Технического университета Берлина (Германия) «Физика высоких технологий в машиностроении» с использованием предложенной методики.
Материалы исследования могут быть использованы в педагогической деятельности российских технических вузов и в системе повышения квалификации преподавателей.
Основные положения, выносимые на защиту
-
Комплекс компетенций бакалавров и магистров технических профилей, сформированный с учетом национальных и международных критериев качества инженерного образования, включает:
а) профессиональные компетенции (фундаментальные знания, инженерный анализ, инженерное проектирование, исследования, инженерная практика, ориентация на работодателя);
б) универсальные компетенции (проектный и финансовый менеджмент, коммуникации, индивидуальная и командная работа, профессиональная этика, социальная ответственность, обучение в течение всей жизни).
Требования к входящим в комплекс компетенциям дифференцированы для программ подготовки бакалавров и магистров в соответствии с двухуровневой системой высшего профессионального образования.
-
Формирование компетенций бакалавров и магистров технических профилей с учетом требований международных стандартов обеспечивается за счет:
включения в учебный процесс современных образовательных технологий (проблемно-ориентированные и проектно-организованные технологии обучения в сочетании с индивидуализацией образовательных траекторий, междисциплинарным характером обучения и опережающей самостоятельной работой) и учета рекомендаций по их реализации, основанных на особенностях инновационной педагогической практики вузов (мультикультурные и междисциплинарные команды; взаимодействие с промышленностью и бизнесом (от выбора темы до оценки результатов и их внедрения); обратная связь; реализация проектов с учетом социальных, экологических, экономических, этических аспектов, вопросов устойчивого развития и безопасности труда и др.);
использования методики выбора образовательных технологий, которая включает определение целей, результатов обучения и места дисциплины в структуре образовательной программы; отбор и структурирование содержания; выбор сочетаний форм организации и методов активизации образовательной деятельности для эффективного формирования планируемых компетенций с учетом предложенных рекомендаций на основе экспертных оценок; выбор средств оценки;
-
Подготовка преподавателей к реализации современных образовательных технологий формирования комплекса компетенций с учетом международных стандартов определяется следующими модулями программы повышения квалификации: тенденции развития инженерного образования, требования к компетенциям выпускников, инновационный опыт отечественных и зарубежных вузов по формированию планируемых компетенций, проектный модуль; и сопровождается созданием механизмов стимулирования и трансляции инновационной педагогической деятельности (положение, психолого-педагогическое сопровождение, реестр преподавателей).
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечиваются методологической аргументированностью исходных теоретических положений; выбором методов исследования, соответствующих его цели и задачам; целенаправленным анализом практики и передового опыта ведущих отечественных и зарубежных вузов; проведением научных исследований в единстве с практической деятельностью; количественным и качественным анализом экспериментальных данных; апробацией и внедрением результатов диссертационного исследования.
Апробация и внедрение результатов исследования. Основные идеи и результаты исследования докладывались и обсуждались на заседаниях и методических семинарах кафедры инженерной педагогики Национального исследовательского Томского политехнического университета, на международных и всероссийских конференциях в области инженерного образования: международной конференции «Международное сотрудничество в образовании и науке» (Санкт-Петербург, 2008); VI Всероссийской научно-практической конференции студентов, молодых ученых и предпринимателей «Импульс – 2009» (Томск, 2009); международной научно-методической конференции «Современное образование: перспективы развития многопрофильного технического университета» (Томск, 2010); научно-методической конференции «Совершенствование содержания и технологии учебного процесса» (Томск, 2010); IX международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы гуманитарных наук» (Томск, 2010); международной научно-практической конференции «Международные стандарты, аккредитация и сертификация технического образования и инженерной профессии» (Москва, 2010); на ежегодных международных конференциях и симпозиумах Международного общества по инженерной педагогике IGIP и Европейского общества инженерного образования SEFI: «Quality Assessment, Employability and Innovation» (Олборг (Дания), 2008); «Engineering Competencies – Traditions and Innovations» (Москва, 2008); «Attracting Young People to Engineering» (Роттердам (Нидерланды), 2009); «Quality and Quantity of Engineering Education» (Грац (Австрия), 2009); «Diversity unifies – Diversity in Engineering Education» (Трнава (Словакия), 2010).
Результаты исследования применяются в процессе проектирования и реализации основных образовательных программ, в том числе совместных (Double Degree) магистерских программ с зарубежными вузами-партнерами, и в системе повышения квалификации преподавателей в Национальном исследовательском Томском политехническом университете и Национальном исследовательском Иркутском государственном техническом университете. Сформированный в ходе исследования комплекс профессиональных и универсальных компетенций выпускников инженерных образовательных программ с учетом международных стандартов был утвержден Аккредитационным советом Ассоциации инженерного образовании России для использования при общественно-профессиональной аккредитации программ в области техники и технологий.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы (217 источников) и 6 приложений, содержит 13 таблиц и 7 рисунков.
Формирование компетенций выпускников технических профилей как педагогическая проблема
Главной движущей силой всех современных реформ высшего образования выступает потребность общества, государства и экономики в повышении требований к уровню интеллектуального и нравственного развития человека с высшим образованием, к его социальной и профессиональной готовностям, необходимым для жизни в современном быстро меняющемся и усложняющемся мире, и вытекающая из этой потребности необходимость внести адекватные изменения в цели, содержание и организацию систем высшего образования и закрепить их как новые социальные нормы для функционирования и развития таких систем [180].
В отечественной системе высшего профессионального образования существовала многолетняя практика составления квалификационных характеристик специалиста, в которых закреплялись требования к знаниям, умениям и навыкам выпускников различных специальностей, где помимо знание-вой парадигмы присутствовали термины «готовность», «способность», «ответственность», «понимание» и «мировоззрение», расширяющие тесные рамки такой парадигмы. В то же время, сами принципы разработки модели специалиста подвергались критическому анализу и совершенствовались. Новая парадигма образования должна быть ориентирована на формирование потребностей в постоянном пополнении и обновлении знаний, совершенствовании умений и навыков, их закреплении и превращении в компетенции (СИ. Архангельский, В.И. Байденко [81, 87]).
Перенос акцента с предметно-дисциплинарной и содержательной стороны (при одновременном сохранении ее достоинств и важности) на ожидаемые результаты образовательного процесса в компетентностном формате является проявлением существенного усиления его студентоцентрированной направленности как отражение важнейшей из мировых тенденций в развитии высшего образования [180].
Потребность описания качеств личности выпускника высшей школы в терминах компетентностного подхода давно назрела, а Болонский процесс требует общего понимания содержания квалификаций и степеней во всех программах стран-участниц и в качестве приоритетного направления совместных усилий называет определение общих и специальных компетенций выпускников. В работе Смирнова С.А. [190], советника Министерства образования и науки РФ, справедливо отмечено, что «нельзя сводить все реформы в образовании только к Болонскому процессу. Россия должна иметь свою национальную образовательную политику и, параллельно с участием в Болон-ском процессе, формировать свою специфическую систему образования, исходя из внутренних потребностей и ориентируясь на мировые тенденции». Вместе с тем, коренные преобразования в обществе и особенности Российской системы образования требуют скорейшей разработки и решения множества проблем, стоящих сейчас перед нашей высшей школой, и Болонский процесс мог бы стать «хорошим попутчиком, обеспечивающим решение тактических задач, стоящих перед российским образованием» [190]. Одной из таких тактических задач считается описание качеств личности выпускника вуза в терминах компетентностного подхода и определение путей формирования этих качеств.
Отметим, что до сих пор не существует единства в понимании сущности терминов «компетенция», «компетентность», «результаты обучения/образования». В нашем исследовании, следуя определению ФГОС ВПО [203], под компетенциями будем понимать способность применять знания, умения и личностные качества для успешной деятельности в определенной области. Вопросами исследований состава компетенций выпускников посвящены работы ряда российских и зарубежных ученых (В.И. Байденко, Дж. Ван Зантворт, И.А. Зимняя, В.В. Краевский, Э.Ф. Кроули, Б. Мэнсфильд, А. Па-тил, Ю.Г. Татур, А.В. Хуторской, А.И. Чучалин, В.Д. Шадриков [17, 62, 86-88, 122-123, 134, 197-199, 206, 212-214]). Авторами предлагаются различные подходы в структурировании компетенций и определения состава входящих в них атрибутов. Стоит отметить, что в связи с существующим многообразием классификаций компетенций В.И. Байденко предостерегает разработчиков компетентностных моделей выпускников и образовательных программ нового поколения избегать двух крайностей — «компетентностного дефицита» и «компетентностной избыточности» [88].
В результате анализа работ по проблемам и становлению компетентностного подхода в образовании И.А. Зимняя структурировала существующие многообразие названий и определений компетенций/компетентностей в виде трех основных групп [123]:
- компетентности, относящиеся к самому себе как личности, как субъекту жизнедеятельности;
- компетентности, относящиеся к взаимодействию человека с другими людьми;
- компетентности, относящиеся к деятельности человека, проявляющиеся во всех ее типах и формах.
Согласно Зимней, анализ предлагаемых многими авторами трактовок компетентности, позволяет определить следующую номенклатуру: а) самих компетенций и б) набора входящих в каждую из них компонентов.
Для определения набора входящих в компетенции компонентов рекомендуется использовать таксономии Бенджамина Блума и его последователей, другие международно- или национально-признаваемые таксономии, включая авторские [180]. В работе [87] приведен обзор по проблеме таксономии результатов обучения, в котором отмечается, что Блум и его коллеги исследовали не только когнитивную (Cognitive Domain), но и эмоциональную сферу обучения (Affective Domain) [11, 12]. Б. Блум со своими учениками не завершили разработку таксономии результатов для психомоторной сферы, которая широко используется сегодня в таких областях подготовки, как естественные науки, медико-санитарные специальности, искусство, музыка, инженерия, физвоспитание, театр. В исследования психомоторной сферы заметный вклад внесли Р.Х. Дейв, У.Р. Доусон, Э. Симпсон, А. Хэррой [18, 19, 49, 69]. В 2005 году Т. Феррис и С. Азиз разработали специальную таксономию психомоторной сферы для студентов инженерных направлений [41]. В обзоре также упоминаются классификация образовательных целей, разработанная бельгийским профессором Де Блоком [20], и таксономия, получившая международную известность под аббревиатурой SOLO (Structure of the Observed Learning Outcome). Она разработана психологом Дж. Б. Биггсом для оценки качества результатов обучения в формате конструктивного регулирования преподавания и оценивания [10].
От проектирования результатов обучения, выраженных в форме компетенций, следует переходить к проектированию объема, уровня, содержания теоретических и эмпирических знаний. Нельзя оторвать компетенции от содержания образования, равно как и не следует рассчитывать, что посредством только содержания образования можно обеспечить овладение компетенциями. За формирование тех или иных компетенций не могут «отвечать» только отдельные учебные дисциплины или даже содержание всей образовательной программы. Компетенции — это также результат образовательных технологий, методов, организационных форм, учебной среды и т.д. [180].
Естественным генетическим прообразом современных представлений компетентностного подхода считаются идеи общего и личностного развития, сформулированные в контексте психолого-педагогических концепций развивающего и личностно-ориентированного образования. В этой связи, компетенции рассматриваются как сквозные, вне- над- и метапредметные образования, интегрирующие как традиционные знания, так и разного рода обоб щенные интеллектуальные, коммуникативные, креативные, методологические, мировоззренческие и иные умения [92].
А.В. Хуторской считает, что «поскольку компетенции — это, прежде всего, заказ общества к подготовке его граждан, то такой перечень во многом определяется согласованной позицией социума в определенной стране или регионе. Достичь такого согласования не всегда удается» [206]. В обобщенном виде он выделяет следующие группы ключевых компетенций:
- ценностно-смысловые компетенции;
- общекультурные компетенции;
- учебно-познавательные компетенции;
- информационные компетенции;
- коммуникативные компетенции;
- социально-трудовые компетенции;
- компетенции личностного самосовершенствования.
Комплекс компетенций бакалавров и магистров технических профилей с учетом международных стандартов
В соответствии с приведенным в предыдущем параграфе анализом требований международных стандартов (в частности, Washington Accord и EUR-АСЕ) было выявлено, что выпускники-бакалавры должны быть готовы к решению комплексных инженерных проблем, а выпускники-магистры — к решению инновационных инженерных проблем.
Для описания и выделения характеристик уровневой дифференциации подготовки бакалавра и магистра попробуем сформулировать определение комплексной и инновационной инженерной проблемы, выделим характеристики и обозначим область действия комплексной и инноваг\ионной инженерной деятельности.
Комплексная инэ/сенерная проблема — проблема, которая может быть решена только в результате комплексной инженерной деятельности с применением соответствующих профессиональных и универсальных (личностных) компетенций специалистов с высшим образованием первой ступени (бакалавр) в области техники и технологий. Инновационная инженерная проблема — проблема, которая может быть решена только в результате инновационной инженерной деятельности на междисциплинарной основе в результате комбинации глубоких фундаментальных и прикладных знаний, умений, профессиональных и универсальных (личностных) компетенций специалистов с высшим образованием второй ступени (дипломированный специалист, магистр) в области техники и технологий.
Сравнительные характеристики таких проблем, согласованные с требованиями Washington Accord Graduate Attributes and Professional Competencies, приведены в табл. 3.
Приведенные характеристики, конечно, не исчерпывают все возможные варианты трактовки особенностей комплексной и инновационной инженерных проблем. Однако, они дают представление об основных отличиях в характере инженерного труда при их решении, что определяет различные требования к уровню компетенций тех, кто должен их решать.
Из представленных характеристик можно сделать вывод о том, что бакалавры должны быть готовы к решению широкого спектра различных комплексных инженерно-технических и других задач. На Рис. 2а показана «широта охвата» знаний (по блокам дисциплин) и специализация бакалавра в определенной области (изображена как выделяющийся более «глубокий» элемент над блоком инженерных дисциплин) основной образовательной программы подготовки бакалавров.
Подготовка магистров ведется более специализированно (глубоко) и направлена на решение более сложных (инновационных) проблем, лежащих в относительно узкой области знаний. Основная образовательной программа подготовки магистров «опирается» на компетенции выпускника бакалаврской программы, полученные во время освоения блоков естественных наук и математики и инженерных дисциплин (Рис. 26, в). Специализация магистра может, как совпадать со специализацией бакалавра (Рис. 26), так и не совпадать (Рис. 2в).
Опираясь на предложенные характеристики комплексной и инновационной инженерной проблемы, выявленные с учетом требований международных стандартов, и анализ «глубины» и «широты» программ подготовки бакалавров и магистров технических профилей, обозначим область действия (характеристики) комплексной и инновационной инженерной деятельности (см. Табл. 4).
Выявление данных характеристик позволяет более четко обозначить наличие уровневой дифференциации при описании требований к компетенциям бакалавров и магистров технических профилей с учетом международных стандартов.
Таким образом, системное изучение и анализ национальных и международных стандартов качества инженерного образования, предъявляющих требования к результатам обучения выпускников, позволили нам сформировать комплекс профессиональных и универсальных компетенций бакалавров и магистров технических профилей, определить его состав и содержание. Комплекс компетенций включает:
1. Профессиональные компетенции (по разделам):
1.1. Фундаментальные знания
1.2. Инженерный анализ
1.3. Инженерное проектирование
1.4. Исследования
1.5. Инженерная практика
1.6. Ориентация на работодателя
2. Универсальные компетенции (по разделам):
2.1. Проектный и финансовый менеджмент
2.2. Коммуникации
2.3. Индивидуальная и командная работа
2.4. Профессиональная этика
2.5. Социальная ответственность
2.6. Обучение в течение всей жизни
Нами были выработаны следующие «рамочные» формулировки профессиональных и универсальных компетенций бакалавров и магистров (специалистов), подготовленных к решению комплексных и инновационных инженерных проблем в результате освоения основных образовательных программ в области техники и технологий первого (бакалавр, I) и второго (магистр, специалист, II) уровней, соответственно.
1. Профессиональные компетенции
1.1. Фундаментальные знания
I уровень: Применять базовые и специальные математические, естественнонаучные, социально-экономические и профессиональные знания в широком (в том числе междисциплинарном) контексте в комплексной инженерной деятельности.
II уровень: Применять глубокие математические, естественнонаучные, социально-экономические и профессиональные знания в междисциплинарном контексте в инновационной инженерной деятельности.
1.2. Инженерный анализ
I уровень: Ставить и решать задачи комплексного инженерного анализа с использованием базовых и специальных знаний, современных аналитических методов и моделей. II уровень: Ставить и решать инновационные задачи инженерного анализа с использованием глубоких фундаментальных и специальных знаний, аналитических методов и сложных моделей в условиях неопределенности.
1.3. Инженерное проектирование
I уровень: Выполнять комплексные инженерные проекты с применением базовых и специальных знаний, современных методов проектирования для достижения оптимальных результатов, соответствующих техническому заданию с учетом экономических, экологических, социальных и других ограничений.
II уровень: Выполнять инновационные инженерные проекты с применением глубоких и принципиальных знаний, оригинальных методов проектирования для достижения новых результатов, обеспечивающих конкурентные преимущества в условиях жестких экономических, экологических, социальных и других ограничений.
1.4. Исследования
I уровень: Проводить комплексные инженерные исследования, включая поиск необходимой информации, эксперимент, анализ и интерпретацию данных с применением базовых и специальных знаний и современных методов для достижения требуемых результатов.
II уровень: Проводить инновационные инженерные исследования, включая критический анализ данных из мировых информационных ресурсов, сложный эксперимент, формулировку выводов в условиях неоднозначности с применением глубоких и принципиальных знаний и оригинальных методов для достижения требуемых результатов.
Анализ и обобщение инновационного педагогического опыта вузов по реализации образовательных технологий
С целью эффективного применения инновационных образовательных технологий для формирования профессиональных и универсальных компетенций выпускников образовательных программ в области техники и технологий нами был изучен и обобщен опыт ряда ведущих отечественных и зарубежных вузов. В данном параграфе будет представлено краткое описание педагогических инноваций в некоторых из данных вузов, определено, на формирование каких именно компетенций выпускников (из входящих в разработанный нами комплекс) нацелены используемые подходы. В заключение выделим особенности реализации современных образовательных технологий, обеспечивающие успешное формирование планируемых компетенций выпускников, и сформулируем рекомендации по их применению.
Напомним, что согласно комплексу компетенций выпускников технических профилей, представленном нами в главе 1, к группе профессиональных компетенций отнесены результаты обучения, соответствующие использованию фундаментальных знаний, инженерному анализу, инженерному проектированию, исследованиям, инженерной практике, ориентации на работодателя. В группу универсальных входят компетенции, касающиеся проектного и финансового менеджліента, коммуникаций, индивидуальной и командной работы, профессиональной этики, социальной ответственности, обучения в течение всей жизни. Наши выводы по возможности формированию данных компетенций выпускников в результате реализации инновационных образовательных технологий будут сформулированы в конце каждого из описаний опыта вузов, представленных ниже.
Уместно привести цитату Г.А. Мкртычяна, исследователя в области психолого-педагогической экспертизы инноваций в образовании [165]: «Каждый инновационный опыт представляет собой сочетание особых средств и приемов обучения, особенностей состава обучающихся, профессиональной компетентности преподавателей и их готовности к эксперименту, традиций и эмоционально-психологической атмосферы в вузах, материально-технических и финансовых возможностей поддержки эксперимента, отношения к эксперименту социального окружения, временного диапазона и масштаба инновационного проекта, а также многих других составляющих».
Ниже представлен опыт вузов различных стран, отличающийся тактикой достижения основной цели — эффективной подготовки выпускников образовательных программ в области техники и технологий к практической, в том числе инновационной, инженерной деятельности в современных условиях.
Опыт Католического университета Лувеиа (Бельгия)
Представляет интерес рассмотреть нововведение старейшего и самого крупного вуза Бельгии — Католического университета Лувена {Katholieke Universiteit Lenven). Студентам Инженерного факультета данного вуза, осваивающим программы на уровне бакалавриата, с недавних пор параллельно с обычными дисциплинами предлагается изучать новый курс «Решение проблем и инженерное проектирование» [51]. Этот курс, начиная с первого семестра, знакомит студентов с реальной инженерной практикой, в том числе с командной работой. Студенты приобретают навыки решения инженерных проблем, требующих интегрированных знаний из других дисциплин. Основное время студенты работают в маленьких группах (6-8 человек) над меж-дисциплинарными проектами. Дидактическими концепциями, на которых основывается проектная работа, являются совместное и активное обучение с постепенным одновременным развитием профессиональных и социально-личностных компетенций.
В первом семестре студенты создают Internet-cam или «постер», иллюстрирующие выбранные ими проблемы, связанные с какой-либо технологической областью (например, аэрокосмической инженерией). Каждая команда формирует краткий отчет по теме своей работы. Структура проекта учитывает как содержательную составляющую, так и особенности командной работы. На вводном семинаре студентам объясняют, как управлять проектом и эффективно организовывать совместную деятельность. Каждую неделю члены команды пробуют себя в разной роли - менеджера проекта, секретаря, казначея. Команды демонстрируют свой прогресс при помощи портфолио, в который тщательно отбирают документы и файлы.
Во втором семестре основным заданием для студентов является выполнение инженерного проекта на основе опыта, приобретенного в первом семестре. Например, на базе знаний, полученных в области аэрокосмической инженерии, команде необходимо спроектировать полет ракеты к заданной цели. Студенты моделируют полет ракеты, а затем сравнивают измеренные данные с вычислениями. В конце семестра команды готовят краткую устную презентацию и пишут отчет.
В третьем семестре студенты работают над «открытыми» проектами, то есть не имеющими единственного решения. Тему проекта студенты выбирают из списка, предложенного различными техническими кафедрами Инженерного факультета, либо предлагают свою. Студентам необходимо предложить инженерное решение, а затем создать и продемонстрировать действующую модель. В конце третьего семестра команды готовят устную презентацию, делают письменные отчеты и формируют экспозицию для выставки.
Таким образом, на протяжении первых трех семестров реализации программы данного курса осуществляется постепенный переход от решения хо рошо структурированных типовых инженерных проблем к работе над «открытыми» проектами. Во время командной работы студенты развивают навыки сотрудничества, размышляют над своими достижениями и получают эффективную обратную связь от дидактической группы, состоящей из преподавателей различных кафедр Инженерного факультета.
Реализуемая в Католическом университете Лувена технология направлена на достижение результатов обучения, способствующих формированию таких профессиональных компетенций как использование фундаментальных знаний, инженерное проектирование и исследования, а также универсальных компетенций в области проектного менеджмента, коммуникаций и командной работы. Особый акцент делается на совместном развитии технических и социально-личностных компетенций.
Опыт Технологического университета Кертин (Австралия)
Проанализируем педагогические инновации в Технологическом университете Кертина (Curtin University of Technology), который является одним из ведущих вузов Австралии. В университете разработан и реализуется инновационный курс «Основы инженерии: принципы и коммуникация» [60], который обеспечивает приобретение студентами коммуникативных навыков при выполнении технических проектов. Проекты связаны с построением двух инженерных конструкций: моста из палочек для мороженого и машины-мышеловки. Отметим, что, несмотря на кажущуюся простоту, подобные проекты широко представлены и считаются весьма эффективными в современной образовательной практике при обучении школьников и студентов-бакалавров Австралии и Америки.
Проектирование и построение каждой из конструкций выполняется разными командами студентов. Мост из палочек для мороженого испытыва-ется на способность выдержать подвижную нагрузку разного веса. У машины, запускаемой пружиной мышеловки, экспериментально исследуются две рабочие характеристики — скорость и пройденное расстояние. Предусмотре но перекрестное испытание, в котором машины-мышеловки, созданные одними группами студентов, проезжают по мостам, сконструированным другими командами.
От студентов требуется проявить коммуникативные умения при проектировании и конструировании. Важным является то, что студенты выступают в роли клиентов для инженерных проектов друг друга, предлагая на рассмотрение альтернативные варианты. Данный курс, на первый взгляд похожий на детскую игру, развивает у студентов необходимые будущему инженеру навыки анализа проблемной ситуации, написания технического отчета, подготовки профессиональной презентации проекта, формулировки выводов по результатам работы.
Преподаватели вуза отмечают, что выполнение проектов привело к значительному улучшению, как коммуникативных навыков студентов, так и их способностей к критической самооценке результатов обучения.
Реализуемые в Технологическом университете Кертина курс «Основы инженерии: принципы и коммуникация» и технология группового обучения направлены на достижение результатов, способствующих формированию у студентов профессиональных компетенций инженерного проектирования и исследований, а также знаний и умений в области индивидуальной и командной работы. Особый акцент делается на коммуникациях в различных условиях инженерной деятельности.
Результаты опытно-экспериментальной работы по формированию компетенций выпускников с учетом международных стандартов в ТПУ
Как уже было отмечено во введении третьей главы, целью проведения опытно-экспериментальной работы являлась оценка эффективности применения результатов анализа и обобщения инновационной педагогической практики вузов, научно-методических рекомендаций и методики выбора образовательных технологий при реализации инженерных образовательных программ, направленных на формирование планируемых компетенций выпускников, согласованных с разработанным комплексом профессиональных и универсальных компетенций.
В рамках нашего педагогического эксперимента оценка эффективности формирования компетенций выпускников с учетом требований международных стандартов проводилась посредством:
- изучения удовлетворенности работодателей уровнем сформированно-сти профессиональных и универсальных компетенций выпускников;
- анализа отчетов экспертных комиссий АИОР об оценке программ в рамках прохождения общественно-профессиональной аккредитации (в части соответствия критерию «Подготовка к профессиональной деятельности», предъявляющему требования к компетенциям выпускников);
- сравнительного анализа результатов удовлетворенности работодателей сформированностью компетенций выпускников и их соответствия требованиям критериев общественно-профессиональной аккредитации.
Начальным этапом экспериментальной работы стал отбор образовательных программ в области техники и технологий, реализуемых в ТПУ, для приведения результатов обучения данных программ в соответствие с требованиями к компетенциям выпускников с учетом международных стандартов (требования представлены в разработанном нами комплексе в главе 1). Выбор производился среди одних из лучших программ университета (по рейтингам факультетов), в том числе совместных магистерских программ с зарубежными вузами-партнерами, являющихся наиболее перспективными для прохождения общественно-профессиональной аккредитации. Общественно-профессиональная аккредитация образовательных программ является одним из современных инструментов гарантии их качества (см. параграф 1.2). В результате нами были отобраны 10 образовательных программ, которые далее были утверждены Ученым советом ТПУ для подготовки и прохождения общественно-профессиональной аккредитации в период до 2010 г.:
1. Физика высоких технологий в машиностроении (М1)
2. Техника и физика высоких напряжений (М)
3. Формирование ресурсов и составы подземных вод (М)
4. Информационно-измерительная техника и технологии (Д )
5. Оптико-электронные приборы и системы (Д)
6. Химическая технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов (Д)
7. Биотехнология (Д)
8. Электроэнергетика (Б )
9. Информатика и вычислительная техника (Б)
10. Электротехника, электромеханика, электротехнологии (Б)
В период подготовки данных образовательных программ к прохождению аккредитации нами были реализованы задачи нашей опытно-экспериментальной работы по формированию компетенций выпускников. А именно:
1) Результаты обучения вышеуказанных образовательным программам были приведены в соответствие с требованиями разработанного нами комплекса компетенций бакалавров и магистров технических профилей с учетом международных стандартов. Соответствие результатов обучения программы требованиям международных стандартов к компетенциям выпускни ков является необходимым условием для прохождения общественно-профессиональной аккредитации и признания программы мировым профессиональным сообществом.
2) Преподаватели, участвующие в реализации данных 10 образовательных программ, прошли повышение квалификации по разработанной нами программе, описанной в предыдущем пункте данной главы. Это позволило преподавателям:
- ориентироваться на требования к компетенциям бакалавров и магистров технических профилей с учетом международных стандартов в дополнение к требованиям ФГОС ВПО при разработке / совершенствовании образовательных программ;
- учитывать опыт отечественных и зарубежных вузов и выработанные нами рекомендации по реализации современных образовательных технологий для эффективного формирования компетенций выпускников;
- использовать методику выбора образовательных технологий, представленную нами во второй главе данного исследования, при разработке / совершенствовании компетентностно-ориентированных рабочих программ дисциплин.
3)Были сформированы механизмы поддержки и стимулирования инновационной педагогической деятельности преподавателей (положение, психолого-педагогическое сопровождение, реестр преподавателей).
Всего в эксперименте с 2007 по 2010 год приняли участие 256 студентов и 78 преподавателей ТПУ.
Для оценки эффективности опытно-экспериментальной работы было проведено изучение уровня удовлетворенности работодателей сформирован-ностью профессиональных и универсальных компетенций у молодых специалистов (анкетирование, интервьюирование, беседа). Было опрошено 64 работодателя, на предприятиях которых работают 118 выпускников образовательных программ, подвергшихся эксперименту. Большинство работодателей составили представители институтов Томского научного центра Сибирского отделения Российской Академии наук (ТНЦ СО РАН), предприятий-резидентов Томской особой экономической зоны технико-внедренческого типа. Результаты опроса, отображающие уровень удовлетворенности работодателей по 10-ти бальной шкале, представлены на рисунке 6.
Высокая степень удовлетворенности работодателей сформированностью таких компетенций как:
- фундаментальные знания (высокая степень у 42% и средняя у 44% выпускников), обосновывается глубокой естественнонаучной подготовкой выпускников, способностью применять знания в междисциплинарном контексте;
- коммуникации (высокая степень у 40% и средняя у 37% выпускников), индивидуальная и командная работа (высокая степень у 33% и средняя у 47% выпускников), обеспечивается опытом выпускников презентовать и защищать результаты своих индивидуальных работ и групповых междисциплинарных проектов, выступлениями на тематических конференциях и пр., в том числе на иностранном языке;
- инженерный анализ (высокая степень у 31 % и средняя у 47% выпускников), исследования (высокая степень у 32% и средняя у 50% выпускников), ориентация на работодателя (высокая степень у 39% и средняя у 41% выпускников), связана с организацией тесного сотрудничества преподавателей кафедр с предприятиями — потенциальными работодателями, что позволяет привлекать представителей промышленности в качестве соруководителей производственных практик, научно-исследовательских и проектных работ студентов (особенно магистрантов); обеспечивает доступ к новейшему оборудованию компаний; дает возможность студентам познакомиться с уникальностью задач, объектов и видов инновационной инженерной деятельности в области специализации, а также с корпоративной культурой предприятий.
Средняя степень удовлетворенности сформированностью таких компетенций как проектный и финансовый менеджмент (5,6 баллов: высокая степень у 22% и средняя у 47%, низкая у 31% выпускников), обучение в течение всей жизни (6,1 баллов: высокая степень у 26% и средняя у 49%, низкая у 25% выпускников) демонстрирует готовность выпускников к самостоятельному обучению и непрерывному самосовершенствованию в инженерной профессии.
Находящиеся на среднем уровне (в диапазоне 5,0-5,5 баллов), но более низкие показатели степени удовлетворенности сформированностью компетенций в части инженерной практики (средняя у 40%, низкая у 39% выпускников), инженерного проектирования (средняя у 42%, низкая у 34% выпускников), профессиональной этики (средняя у 37%, низкая у 23% выпускников) и социальной ответственности (средняя у 41%, низкая у 37% выпускников) свидетельствуют о начальном этапе вхождения выпускников в профессиональную деятельность.
