Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. ТВОРЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ КАК ОСНОВА ИННОВАЦИОННОЙ ИНЖЕНЕРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 13
1.1 Сущность и творческий характер инновационной инженерной деятельности 13
1.2 Современные подходы к определению понятия, развитию и оценке творческого потенциала 28
1.3 Проблемы развития творческого потенциала будущих инженеров в отечественной высшей технической школе 56
Выводы по главе 1 75
ГЛАВА 2. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА РАЗВИТИЯ ТВОРЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА БУДУЩИХ ИНЖЕНЕРОВ ЗА РУБЕЖОМ 78
2.1 Современные подходы к развитию творческого потенциала будущих инженеров в развитых странах 78
2.2 Способы развития творческого потенциала будущих инженеров в технических университетах Великобритании, США и Германии 102
2.3 Перспективные направления развития творческого потенциала будущих инженеров в технических вузах России на основе использования зарубежного опыта 146
Выводы по главе II 163
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 168
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 173
- Сущность и творческий характер инновационной инженерной деятельности
- Современные подходы к развитию творческого потенциала будущих инженеров в развитых странах
- Способы развития творческого потенциала будущих инженеров в технических университетах Великобритании, США и Германии
Введение к работе
Главной целью инженерной деятельности в XXI веке становится создание гармоничной, природо- и культуросообразной среды обитания человека, отвечающей потребностям общества и личности. Элементами этой среды должны стать новые социально и экономически востребованные, конкурентоспособные технологии и техника, технические объекты и системы. Таким образом, современная инженерная деятельность приобретает инновационный характер.
Анализ мировой практики показывает, что инновационная активность связана не столько с наукой, сколько с состоянием инженерной системы, которая осуществляет разработку новой продукции, организацию ее производства и доведения до потребителей. Быстрое обновление и качественное совершенствование материально-технической базы производства, повышение его научного и технического потенциала зависят от творческой активности специалистов, их готовности к инновационной деятельности, формирование и развитие которой должно стать важнейшей задачей инженерного образования.
Новые целевые ориентации в области подготовки инженеров раскрываются в исследованиях Н.Г.Багдасарьян, В.Ф.Взятышева, В.Г.Иванова, В.М.Жураковского, А.А.Кирсанова, В.В.Кондратьева, А.М.Кочнева, В.Ф.Мануйлова, С.А.Смирнова, И.Б.Федорова, Ю.В.Шлемова, В.Е.Шукшунова, J.H.Becker, C.Brody, M.S.Chausi, A.A.Daemmrich, T.V.Duggan, S.Henderson, K.Hernaut, V.Hopp, E.A.Parrish, J.L.Rounds и других.
Очевидным становится тот факт, что инженер-профессионал, достигающий высоких конечных результатов в своей трудовой деятельности - это, в первую очередь, творческая личность. Поэтому инженерная и научно-техническая деятельность, а, следовательно, и подготовка специалистов с высшим техническим образованием, неразрывно связана с творчеством.
Психологические аспекты творчества исследовали как отечественные, так и зарубежные психологи В.А.Барабанщиков, А.В.Брушлинский, Г.А.Буш, Л.С.Выготский, Д.Гилфорд, В.М.Кроль, Б.Ф.Ломов, А.Н.Лук, А.Маслоу, А.М.Матюшкин, А.В.Морозов, А.Я.Пономарев, К.Рождерс, С.Л.Рубинштейн, T.Lawson, E.Meisel, F.McLeod, M.Pricken и др. Условия, средства и методы активизации творческого начала личности обоснованы в работах Д.Б.Богоявленской, Э.де Боно, И.П.Калошиной, Г. Мельхорн, Х.-Г. Мельхорн, B.Clegg, J.Foster, J.M.Higgins, MJones, M.Michalko, P.R.Nayak, D.G.Rheinertsen и др.
Переход к инновационному инженерному образованию представляет собой процесс целенаправленной подготовки специалистов к инновационной инженерной деятельности путем формирования системы профессиональных знаний, умений, навыков и развитого творческого потенциала, профессионально значимых качеств личности. Этот процесс характерен для отечественной высшей школы и для высшей школы развитых стран Запада. Поскольку ядром инновационной инженерной деятельности является эффективный творческий процесс, ориентированный на создание востребованной рынком конкурентоспособной продукции, все большее значение приобретает развитие творческого потенциала будущих инженеров.
Педагогические условия формирования творческого потенциала учащихся школ анализировались в диссертационных исследованиях Г.М.Мардановой, Г.А.Усковой и др.; готовности студентов к творческой деятельности -Е.В.Гришиной, А.Н.Загребиной, Е.Ю.Лаптевой, Н.В.Маханьковой, Н.П.Обуховой, Л.И.Яцыневич и др.; вопросы развития творческого стиля деятельности специалистов - в исследованиях Л.А.Сафиной, Ю.Ф.Тимофеевой, Е.М.Чибиревой, С.Н.Усовой и др.
Исследования, посвященные развитию творческого потенциала будущего инженера немногочисленны. Методические проблемы научно-технического творчества рассматривались А.В.Абдуллаевым, Г.С.Альтшуллером, М.М.Зиновкиной, А.И.Комаровым и др. С.А.Пиявский в своем диссертационном исследовании раскрывает основы математического моделирования развития научно-технических способностей, С.В.Новиков рассматривает профессионально-важные качества, значимые при решении инженерных задач повышенного уровня творчества. M.Baxter, P.Birch, B.Clegg, R.G.Cooper, M.J.Dick, J.Mokyr, S.С Wheelwright, W.I.Zangwill и др. рассматривают практические методы, способствующие развитию способностей инженера систематически разрабатывать инновационные продукты.
Не отрицая высокого качества фундаментального российского инженерного образования, приходится констатировать, что, по оценке специалистов, лидерами в области инновационного инженерного образования в мире, а также основными реформаторами в этой области являются Великобритания, США и Германия. Несмотря на расхождение в подходах и методах развития креативности студентов, в этих странах выпускники технических вузов проявляют себя высоко квалифицированными специалистами, способными к творческой деятельности, готовыми к меняющимся условиям действительности, умеющими нестандартно мыслить, формулировать и решать сложные инженерные задачи. О качестве профессиональной деятельности инженеров и результатов их труда свидетельствует высокий престиж профессии инженера в этих странах; высокий процент и качество экспортируемых продуктов инженерного труда (патентов, новых технологий, наукоемкой продукции, оборудования и т.д.); уровень жизни населения, обеспечиваемый, в том числе, за счет удовлетворения потребностей в высококачественных, конкурентоспособных и экономичных товарах и услугах. В этих условиях, сравнительный анализ систем подготовки инженеров, существующих в этих странах, опыта решения аналогичных проблем при всем различии исходных условий, без сомнения, представляет большой интерес для отечественной теории и практики инженерного образования.
Опыт образовательных систем США, Великобритании и Германии всегда привлекал внимание отечественных педагогов-исследователей. Прежде всего, речь шла о средней школе, отдельных аспектах высшего образования, подготовке специалистов в системе профессионального образования. Первая группа включает работы Н.Д.Никандрова, Т.А.Хмель, Л.М.Чекиной, З.В.Веселовой, Г.Г.Воробьева, Б.Л.Вульфсона, Г.Д.Дмитриева, Е.Б.Евладовой, Н.Н.Соковниковой, Т.В.Цырлиной, И.М.Мерклингера, Е.Г.Полупановой, М.А.Веселовой и других. Систему высшего образования США, Великобритании, Германии, проблемы подготовки специалистов анализировали в своих работах В.В.Веселова, Т.С.Георгиева, А.П.Захарова, М.М.Решетников, М.С.Сунцова, И.В.Захаров, Е.Ю.Лаптева, Е.Е.Ляхович, О.Е.Узун, О.Л.Ворожейкина, В.Соколинский, Ф.Л.Ратнер и другие.
Проблемы профессионального образования в указанных странах рассматривались в трудах К.В.Штратмана, Э.Ф.Зеера, О.Н.Олейниковой и других. Однако сравнительный анализ подходов к развитию творческого потенциала студентов технических вузов передовых западных стран как ключевой составляющей эффективной инновационной инженерной деятельности не являлся предметом научного исследования.
Исходя из этого, мы сформулировали проблему: каковы подходы и педагогические условия развития творческого потенциала будущих инженеров, способных к инновационной деятельности, в технических вузах США, Великобритании, Германии.
Исходя из обозначенной нами проблемы, цель исследования: на основе сравнительного анализа различных аспектов подготовки инженеров в современных технических вузах США, Великобритании и Германии выявить и раскрыть подходы и педагогические условия развития творческого потенциала будущих инженеров и определить их составляющие, использование которых является реальным и перспективным для решения соответствующих проблем в отечественных инженерных вузах.
Объект исследования - подготовка инженеров в технических вузах США, Великобритании, Германии к инновационной инженерной деятельности.
Предмет исследования - подходы и педагогические условия развития творческого потенциала будущих инженеров в технических вузах СПІА, Великобритании, Германии, способствующие формированию их готовности к инновационной инженерной деятельности.
В соответствии с целью, определены задачи исследования:
1. На основе анализа и систематизации современных требований к личности инженера раскрыть современное понимание сущности творческого потенциала инженера в условиях инновационной инженерной деятельности.
2. Выявить и раскрыть современные подходы к развитию творческого потенциала студентов технических вузов США, Великобритании и Германии.
3. На основе изучения, систематизации и обобщения опыта технических вузов США, Великобритании и Германии выявить и раскрыть педагогические условия развития творческого потенциала будущего инженера, способствующие его эффективной инновационной деятельности.
4. Выявить составляющие зарубежного опыта развития творческого потенциала будущих инженеров, применение которых в отечественных технических вузах может повысить эффективность их подготовки к инновационной деятельности.
Методологической основой исследования являются: общенаучный принцип объективности, требующий всестороннего учета порождающих то или иное явление факторов, предполагающий исключение субъективизма, односторонности в подборе и оценке фактов; теория системного и личностно-деятельностного подхода к изучению педагогических явлений; тенденции социально-экономического развития и научно-технического прогресса; идеи формирования личности, становления профессионала, а также значимые фундаментальные положения философии образования, психологии, педагогической науки о творческом потенциале личности.
Частнометодическую базу исследования составили: теоретические положения и выводы отечественной и зарубежной педагогической и психологической науки о системном подходе к исследованию и интерпретации педагогических явлений; теоретические основы развития творческого потенциала личности (В.И.Андреев, Д.Б.Богоявленская, П.Вайнцвайг, С.О.Гризенберг, А.Н.Лук, Г.Мельхорн, Х.-Г.Мельхорн, М.И.Нойер, В.А.Сластенин, П.К.Энгельмейер и др.); методы диагностики творческого развития личности (Д.Гилфорд, Г.А.Глотова, Е.Торренс, P.Arden и др.); методологические основы инженерной деятельности (Н.Г.Багдасарьян, Э.Бендрат, Л.И.Гурье, С.Г.Дьяконов, В.М.Жураковский, А.А.Кирсанов, В.И.Курашов, В.Ф.Мануйлов, К.Хюфнер, M.J.Dick, S.Henderson, M.Kogan и др.); концепция интегративности инженерного образования (R.Crozier, M.Flemings, E.B.Stear, D.Inwood, J.L.Rounds и др.), теоретические основы организации творческой деятельности инженера (Г.С.Альтшуллер, А.В.Бычков, В.И.Волков, М.М.Зиновкина, А.И.Половинкин, B.Clegg, M.Baxter, P.Birch, MJones); концепция развития «инновационной креативности инженера» (R.G.Cooper, A.A.Daemmrich, J.Foster, B.Z.Sandler, S.X. Shore и др.), методы организации эффективного творчества в междисциплинарной команде (M.R.Belbin, WJ.Michalski, P.Sloane и др.).
Методы исследования:
В процессе исследования в соответствии с его целями использовались: теоретические методы - теоретический анализ предмета и проблемы исследования, теоретическое обобщение результатов исследования и интерпретация творческого потенциала инженера в свете новых фактов и мировых достижений; эмпирические методы - изучение и обобщение педагогического опыта, анализ учебно-методической документации (учебные планы, рабочие программы, конспекты лекций), включенное наблюдение в университетах г. Лондон и г. Дерби (Великобритания), опрос, беседы с преподавателями и студентами.
Этапы исследования. Исследование проводилось в несколько этапов:
Первый этап (2001-2003) включал анализ и оценку современного состояния проблемы на основе изучения литературных источников, формулирование целей, задач и ключевых вопросов научного поиска, определение научного аппарата исследования.
Второй этап (2003-2004) включал сбор и анализ материалов, раскрывающих логику и процесс формирования творческого потенциала студентов технических вузов передовых западных стран (США, Великобритания, Германия), систематизацию и обобщение полученных данных.
Третий этап (2004-2005) - изучение опыта подготовки специалистов технического профиля в университетах г. Лондон и г. Дерби (Великобритания) в ходе стажировки, обобщение материала в аспекте современной концепции инновационного инженерного образования, систематизация результатов исследования, разработка методических рекомендаций по внедрению выявленных составляющих зарубежного опыта в практику российской высшей школы.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования состоит в том, что в нем: 1. Раскрыто и обосновано современное содержание понятия «творческий потенциал», имеющее практико-предпринимательскую направленность в контексте инновационной инженерной деятельности, и включающее гибкое, нелинейное мышление и развитое воображение, систематическую практику многокритериальной постановки и решения инновационных задач, способность целенаправленно генерировать нестандартные технические идеи, устойчивую ориентацию на потребности рынка в изобретательской, исследовательской и проектной деятельности.
На основе сравнительного анализа и обобщения педагогического опыта Великобритании, США и Германии в области развития творческого потенциала выделены перспективные общие и специфические подходы, способствующие эффективной подготовке специалистов к инновационной инженерной деятельности:
• Интегративный подход, характерный для каждой из рассмотренных стран, в соответствие с которым развитие творческого потенциала будущих инженеров реализуется на широкой междисциплинарной основе, тесной связи с промышленностью и предполагает освоение методологии инженерной деятельности и творчества.
• Научно-ориентированный подход (Германия), предполагающий исследовательский характер обучения, развитие креативности студентов в рамках научных исследований.
• Практикоориентированный инновационный подход (Великобритания, США), который предполагает освоение полного цикла инновационной деятельности и развитие профессионально важных качеств специалистов, адекватных новым формам организации труда в условиях инновационной инженерной деятельности.
Выявлены и раскрыты основные педагогические условия, способствующие формированию творческого потенциала студентов в указанных странах в контексте выявленных подходов. в рамках интегративного подхода:
• тесное сотрудничество вузов с промышленностью, привлечение представителей промышленности к чтению лекций и консультированию студентов в процессе работы над исследовательскими проектами, вовлечение студентов в решение актуальных практических задач промышленности;
• направленность образовательного процесса, его содержания, форм организации, методов обучения на формирование творческого потенциала студентов, в том числе наличие в учебных планах вузов цикла специальных дисциплин, нацеленных на освоение методологии научно- технического творчества;
• междисциплинарный, методологический характер подготовки. В рамках научно-ориентированного подхода:
• активное привлечение студентов к научно-исследовательской деятельности в форме реализации групповых и индивидуальных исследовательских заданий;
• организация студенческих конструкторских бюро;
• отбор и поощрение способных студентов.
В рамках практикоориентированного инновационного подхода:
• комплексное обучение студентов инновационной деятельности посредством проектно-организованных технологий, позволяющих воссоздать целостный процесс инженерного труда, применить и усовершенствовать получаемые знания, умения и навыки на практике;
• освоение студентами экономических основ инновационной деятельности и основ промышленного проектирования (industrial design); включение предпринимательских идей в содержание курсов;
• обучение эффективной работе в межпрофессиональной команде. Практическая значимость исследования определяется тем, что на его материалах диссертантом разработаны методические рекомендации по использованию перспективного зарубежного опыта для развития творческого потенциала студентов в практике отечественной высшей технической школы, а также рекомендации по созданию педагогических условий развития творческих способностей в процессе обучения. Материалы исследования используются в педагогическом процессе КГТУ для подготовки к инновационной инженерной деятельности в процессе обучения. Результаты исследования могут быть использованы в системе повышения квалификации преподавателей технических вузов.
Тема данного научного исследования одобрена международной организацией TEMPUS (Бельгия), способствующей развитию перспективных направлений в области образования в странах Европейского Союза и СНГ. Диссертантом получен грант на проведение совместной научной работы по данной теме в университетах г. Лондон и г. Дерби (Великобритания).
Работа закладывает основы для дальнейших исследований по проблемам подготовки инженеров, ее результаты открывают возможность для использования позитивного опыта развитых стран в процессе совершенствования системы подготовки инженеров в России.
Положения, выносимые на защиту:
1. Содержание понятия «творческий потенциал» в современных трудах американских, британских и немецких психологов и педагогов в применении к подготовке инженеров к инновационной деятельности трактуется как многомерная структура, имеющая практико-предпринимательскую направленность, обеспечивающая эффективное решение профессиональных задач и создание востребованных рынком инновационных продуктов.
2. Выявленные и систематизированные педагогические подходы (интегративный, научно-ориентированный, практикоориентированный инновационный), отражающие особенности систем подготовки инженеров в США, Великобритании и Германии, способствующие развитию творческого потенциала будущих инженеров при их подготовке к инновационной деятельности.
3. Комплекс педагогических условий развития творческого потенциала студентов - будущих инженеров США, Великобритании, Германии, выявленный на основе анализа и обобщения педагогической практики технических университетов.
Достоверность результатов исследования определяется непротиворечивостью исходных теоретических позиций, опорой на современную методологию сравнительных педагогических исследований, соответствием теоретических и эмпирических методов исследования его предмету и поставленным задачам.
Большое значение для исследования имело непосредственное наблюдение и изучение процесса подготовки инженеров, формирования творческого потенциала студентов в Великобритании в период стажировки в Университете г. Лондон и в Университете г. Дерби (Великобритания).
Апробация и внедрение результатов исследования. Ход исследования, его основные положения и результаты неоднократно обсуждались на заседаниях кафедры методологии инженерной деятельности КГТУ; докладывались на межвузовской научно-методической конференции «Основные направления совершенствования учебного процесса в свете приоритетов образовательной политики в РФ» (Казань, 2002); международном семинаре «Высшее оригинально. Инициатива-03» (Казань, 2003); V межвузовской конференции «Второе высшее и дополнительное профессиональное образование в химико-технологических вузах России» (Москва, 2003); научно-методической конференции «III Кирпичниковские чтения» (Казань, 2003); II всероссийской научно-практической конференции «Педагогические системы развития творчества» (Екатеринбург, 2003); XVI Всероссийской межвузовской научно-технической конференции (Казань, 2004); III всероссийской научно-практической конференции «Педагогические системы развития творчества» (Екатеринбург, 2004); отчетной научно-методической конференции КГТУ «Образовательный процесс в КГТУ: вчера, сегодня, завтра» (Казань, 2005); международной научно-методической конференции «Инновационные процессы в сфере образования и проблемы повышения качества подготовки специалистов» (Ижевск, 2005).
Материалы и выводы диссертации нашли отражение в содержании учебных дисциплин «Методы научно-технического творчества», «Введение в инженерную деятельность» и «Психология и культура умственного труда» (для инженеров), входящих в учебный план подготовки инженеров в КГТУ.
Структура диссертации. Работа состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии (267 источников, из них 75 на иностранном языке) и приложения.
Сущность и творческий характер инновационной инженерной деятельности
XX век можно по праву называть веком инженерии. Техническая база общества уже не может функционировать без инженерного труда. Стремительное расширение техносферы порождает на рубеже тысячелетий революционные изменения, все активнее развиваются нанотехнологии.
В условиях XXI века создание сложных объектов и систем требует от инженера наряду с умением эффективно решать профессиональные задачи технического характера компетентности в экономической, экологической и управленческой сферах. Эта проблема особенно остро стоит в свете ограниченности природных ресурсов, многочисленных нарушений нормальных экологических условий. Если еще в XIX веке решения в инженерной и научно-технической деятельности в основном касались отдельных машин и механизмов или их узлов и деталей, то в XX веке наблюдается стремительное усложнение условий принятия решений от «Человек - Машина» - «Человек - Техническая система» до «Человек - Техническая система - Окружающая среда» и, наконец, в начале нового века «Человек - Техническая система - Окружающая природная среда - Социум».
При разработке объектов в XXI веке инженеры, помимо владения профессиональными знаниями технического характера, должны учитывать множество факторов: функциональное назначение объекта в целом и его компонентов, требования к сборке в соответствии с общим замыслом, эффективность проекта, стоимость, надежность, безопасность.
Тем не менее, неизменным остается тот факт, что инженерная деятельность по сути своей является творческой. Инженер (от лат. корня ingeniare - «творить», «создавать») — творец новой техники, нестандартно мыслящий изобретатель, проектировщик, конструктор, технолог. Следовательно, деятельность инженера по созданию новой техники можно рассматривать как творческую деятельность, как инженерное творчество.
В научной литературе существует два основных подхода к рассмотрению инженерной деятельности и технического творчества как ее ключевой составляющей:
технократический, базирующийся на анализе технических объектов и систем, а также методов и способов оперирования ими, включающих в частности эвристические методы инженерного творчества (Г.С. Альтшуллер, Дж. Диксон, Дж. Джонсон, М.М. Зиновкина, А.В. Подкалитин, А.И. Половинкин и др.);
психологический, рассматривающий психологические основы инженерной деятельности и творческого процесса, в основе которого лежит теория зависимости эффективности определенных типов деятельности от развития полушарий мозга (А.Н. Лук, В.А. Моляко, Я.А. Пономарев, С.Л. Рубинштейн, В.Д. Шадриков и др.).
В нашем исследовании мы попытаемся совместить технократический и психологический подходы, поскольку ;, на наш взгляд они являются взаимодополняющими и игнорирование любого из них приведет к неполному раскрытию анализируемых явлений.
Еще в середине XX века началось более углубленное изучение деятельности творца техники. Так, С.Л.Рубинштейн, рассматривая особенности работы инженера, подчеркивает, что результатом его деятельности должно являться «создание вещи, реального предмета, механизма, который разрешает определенную проблему. Он должен ввести что-то новое в контекст действительности, в реальное протекание какой-то деятельности» [144].
Дж.Диксон в своем труде «Проектирование систем: изобретательство, анализ и принятие решений» [57] развил эту мысль, изложив важнейшие качества, необходимые инженеру-проектировщику:
1. Изобретательность - умение выдумывать, генерировать новые полезные идеи или принципы, лежащие в основе вещей и процессов, предназначенные для достижения поставленных целей.
2. Умение проводить инженерный анализ - способность анализировать данный элемент, систему или процесс с использованием технических и научных принципов с целью быстрого получения правильного решения.
3. Технические знания - доскональное знание и глубокое освоение конкретной инженерной специальности.
4. Широкая специализация - способность компетентно и уверенно разбираться в основных проблемах или идеях научных дисциплин, лежащих за пределами данной узкой специальности.
5. Математическое мастерство - умение при решении применять мощный математический аппарат.
6. Умение принимать решения в условиях неопределенности, но при полном и всестороннем учете всех существенных факторов.
7. Знание технологии производства - понимание возможностей и ограничений как прежних, так и новых технологий.
8. Умение передавать информацию о полученных результатах - способность выражать свои мысли четко и убедительно (устно, письменно, графически).
Таким образом, Дж.Диксон практически дает развернутую характеристику творческой инженерной деятельности XX века. При этом первым из необходимых профессиональных качеств инженера автор выделяет изобретательность. Именно это качество способствует генерированию новых идей, нестандартному подходу к решению сложных задач.
Исследователь технического творчества Г.С.Альтшуллер и психолог Р.Б.Шапиро [3, 5, 6, 8] на основании детального исследования мирового патентного фонда, обобщили многочисленные материалы по истории техники, относящиеся к жизни и работе крупных изобретателей и творческих личностей, что позволило им уточнить предшествующие теории в этой области. В частности, было установлено: изобретательское творчество напрямую связано с изменением техники, развивающейся по определенным законам; создание новых средств труда, независимо от субъективного к этому отношения, подчиняется объективным закономерностям и, таким образом, всякая техническая задача не может быть решена иначе, как в соответствии с законами науки и в зависимости от установлен ных ими закономерностей развития техники; творческая техническая мысль только тогда может развиваться, когда соответствует им.
Таким образом, в центре внимания исследователя инженерной деятельности должна быть как психическая деятельность творца, создающего и совершенствующего технику, так и материально-предметная сторона изобретательства, которая опирается на понимание основных закономерностей технического прогресса и историю развития техники.
Исходя из своеобразия созидательного процесса новой техники, можно условно представить его такими тремя отличными по цели и методу стадиями:
- аналитическая стадия, ее цель - анализ развития данной машины, механизма для выявления основного противоречия и определение непосредственной (физической, химической и т.п.) причины этого противоречия;
- оперативная стадия заключается в систематическом направленном исследовании возможных способов устранения обнаруженной причины противоречия;
- синтетическая стадия направлена на внесение в остальные элементы системы дополнительных изменений, вытекающих из найденного способа устранения данного технического противоречия.
Очевидно, что реальная жизнь ставит перед инженером проблемы различного уровня сложности. Некоторые инженерные задачи могут быть реализованы рутинно, стандартно, а некоторые - только творчески. Это зависит от содержания и степени неопределенности условий инженерной задачи. Реальный инженерный труд в отличие от изобретательства в чистом виде предполагает зачастую выбор известного, стандартного, но экономически и технически оптимального решения инженерной задачи как более предпочтительного.
В зависимости от содержания решаемых инженерных задач, СВ. Новиков [119] выделяет три качественных уровня инженерной деятельности:
1. внешняя, операционная деятельность по анализу, формированию и видоизменению моделей технических объектов и систем;
2. внутренняя мыслительная деятельность в условиях достаточной определенности цели, совершаемая по известным логическим алгоритмам; 3. творческая мыслительная деятельность в условиях недостаточной определенности цели, совершаемая по эвристическим алгоритмам с включением анализа через синтез интуитивных процессов. В процессе развития инженерной деятельности роль творчества в ней приобретает все более важное значение. Именно поэтому ряд исследователей посвятили свои работы исключительно третьему уровню (по классификации С.В.Новикова) [2, 29, 38, 40, 68, 75 и др.]. Так, представитель технократического подхода Г.С. Альтшуллер разделил процесс творческого поиска на несколько последовательных стадий и сформулировал осуществляющиеся на каждом из них изменения [8]. Таким образом, сложилась классификация уровней технического творчества. Одна из ее возможных модификаций может быть представлена в следующем виде.
В своей повседневной практике (творческой инженерной деятельности) инженер чаще всего сталкивается с решением проблем сегодняшнего дня, непрерывно возникающих на производстве, в КБ и т.д. и требующих немедленного разрешения. Подчас- подобные проблемы не выходят за рамки привычных задач и отражают объективную действительность, требуют традиционных подходов, решение их зависит от развития только логического мышления. В таких проблемах противоречивость суждений, несовместимость мнений либо не содержится, либо их решение достаточно на уровне компромисса. Это тоже творчество, но направленное на создание по замыслу субъективно нового продукта, это творчество низкого уровня. Продукты такой творческой деятельности понятны, привычны, не требуют серьезной перестройки производства, рентабельны, т.к. сразу начинают приносить прибыль (особенно при серийном производстве). Для творчества такого уровня достаточно базовых навыков творческого мышления и умения оперировать знаниями, полученными в вузе.
К творчеству более высокого уровня - среднего уровня - относятся работы по усовершенствованию производства, технологий, конструкций машин методами, применяемыми как в данной отрасли, так и в других сферах промышленности. Решение таких усложненных задач требует от инженера найти пути устранения подобных противоречий, выходящих за пределы узких знаний по специальности, проявления настойчивости и смелости для внедрения новой идеи, преодоления негативной реакции окружающих (от простого непонимания до страха перед неизвестным).
Высокий уровень творчества также характеризуется способностью инженера самостоятельно устранять возникающие в процессе работы разного рода технические противоречия, но специалисты высокого уровня творчества находят необходимые решения не в технике, а в современной науке, используя редко применяемые физические, химические, математические и другие эффекты и явления.
Современные подходы к развитию творческого потенциала будущих инженеров в развитых странах
Устойчивые тенденции мирового развития, связанные с формированием постиндустриального общества как нового жизненного уклада, оказывают существенное влияние на образовательные технологии. Переход к инновационной инженерной деятельности в XXI веке сопряжен с переходом к новой образовательной парадигме, ориентированной на развитие и раскрытие творческого потенциала личности.
Подготовка высококвалифицированного инженера во всем мире осуществляется на основе наиболее трудоемких и дорогостоящих образовательно-профессиональных программ, что постоянно актуализирует проблему эффективности образовательного процесса в высшей технической школе. В настоящее время во всем мире в подготовке инженеров осуществляется достаточно радикальный переход от «школы памяти» к институту, в котором студента учат работать с собственным мышлением. Превращение системы инженерного образования в сферу освоения способов познавательной и инженерной деятельности, методологической и коммуникативной культуры меняет коренным образом представление о вузе с его учебно-воспитательным процессом. Важнейшим принципом инженерного образования за рубежом является его ориентация на подготовку студентов к инновационной инженерной деятельности [207,210,242,246,250].
Одним из основных показателей эффективности образовательного процесса является качество выпускника инженерного вуза, оцениваемого с помощью системы критериев и требований. Данные критерии и требования в различных национальных системах отличаются друг от друга, поскольку уровни развития общества, экономики, науки и техники, а также традиции, структура и содержание инженерных образовательных программ, а, следовательно, и качество подготовки специалистов в разных странах не одинаковы. Вместе с тем, интегративные процессы второй половины XX века, связанные с новым осмыслением понятия «мировая экономика» не как суммы национальных экономик, а как экономики мирового сообщества, формирование глобального рынка труда и информационного пространства самым непосредственным образом влияют на состояние и развитие национальных систем общего и профессионального образования.
Становление мировой образовательной системы и ее инженерной составляющей происходит постепенно, как результат многолетней совместной работы различных международных комиссий под эгидой ЮНЕСКО, континентальных, региональных и национальных ассоциаций инженерного образования, государственных органов управления сферой высшего образования, вузовской и научно-технической общественности по обмену опытом, согласованию позиций и координации развития высшего (технического) профессионального образования.
Как видно из таблицы, образовательные системы передовых стран мира единодушны во мнении, что основным требованием к выпускникам технических вузов на данном этапе является эффективное сочетание профессиональных знаний и практических умений со способностью формулировать и решать инженерные задачи творчески, изобретать, действовать нешаблонно.
Кроме того, компетентный инженер, работающий в условиях инновационной экономики, должен отвечать следующим требованиям: владеть системой междисциплинарных связей в области профессиональных знаний; обладать чувством нового; проявлять инициативу в реализации принятых решений; уметь анализировать состояние рынка; обладать умениями организаторского и управленческого характера в сфере инновационной деятельности; быть способным к эффективной работе в межпрофессиональной команде; иметь представление о профессиональной и этической ответственности.
Многие предприятия и организации мира, особенно в области наукоемких технологий, уже сегодня испытывают нарастающий дефицит в таких специалистах [33, 35, 43]. В этих условиях становится принципиально важным формирование в системе образования новой генерации профессионалов в области инженерии, способных реализовывать устойчивое и динамичное развитие экономики и различных областей практики на основе инновационного инженерного мышления. В XXI веке необходимы профессионалы, способные комплексно сочетать изобретательскую, исследовательскую, проектную и предпринимательскую деятельность, ориентированные на создание новых материальных ценностей и обеспечение их превращения в товар.
Отсюда глобальная задача современного технического вуза - подготовка к инновационной инженерной деятельности и, как следствие этого, развитие у студентов инновационного мышления, которое позволит специалисту эффективно решать профессиональные задачи на базе системы междисциплинарных знаний и высокоразвитого творческого потенциала. Творческий потенциал специалиста в XXI веке, являясь ядром инновационного мышления, носит практико-ориентированный предпринимательский характер, поскольку под инновацией в условиях рыночной экономики понимается прибыльное использование новшеств в
Крупнейшие международные организации высшего образования признают, что инженерная и научно-техническая деятельность в XXI веке, а, следовательно, и подготовка специалистов с высшим техническим образованием, неразрывно связана с творчеством практико-ориентированного предпринимательского характера. Они единодушны во мнении о том, что существенная зависимость научно-технического прогресса от имеющих творческий характер новых знаний, открытий и изобретений обуславливает необходимость развития этих качеств в процессе обучения в техническом высшем учебном заведении [219, 231, 235, 243].
Представители академических организаций, промышленных компаний и правительственных кругов Европейских государств, США и Австралии, принявшие участие в международной конференции 2004 года по проблемам научно-исследовательской и инновационной деятельности в университетах «Европа знаний 2020» (г. Льеж, Бельгия, 2004 г.), признали необходимость синергетического подхода к проблеме развития творчества в образовательном процессе, когда скоординированные действия и реформы обеспечивают положительный результат. Развитие творческих качеств студентов, наравне с обучением и научными исследованиями, было провозглашено третьей миссией университетов [251]. Таким образом, можно сделать вывод о неадекватности в современных условиях традиционного линейного подхода к техническому образованию: «фундаментальные исследования - прикладные исследования - разработка и внедрение». Инновационная деятельность зависит от конкретного взаимодействия технических, социологических, дизайнерских и других креативных элементов знаний, объединенных в целостную систему, так как в условиях постиндустриального общества экономические результаты обуславливаются эффективностью управления в целом. В связи с этим принципиально важной становится подготовка соответствующих специалистов, начиная с уровня бакалавриата, чем и определяется нынешняя европейская формула подготовки инженеров-исследователей. Подготовку, переподготовку и повышение квалификации специалистов для инновационной экономики призвана решить система инновационного инэюенерного образования.
В этих условиях глубокий, всесторонний анализ опыта высокоразвитых государств в этой области может оказаться полезным и для работы над совершенствованием инженерной подготовки в отечественной высшей школе. Современные тенденции инновационного инженерного образования студентов в передовых странах имеют ряд сходных черт. В каждой из них формирование творческого потенциала будущих инженеров представляет собой актуальную комплексную задачу планирования, организации и управления, повышения качества подготовки специалистов.
Способы развития творческого потенциала будущих инженеров в технических университетах Великобритании, США и Германии
Состояние высшей школы каждой страны можно представить в виде сложной функции многих переменных, включая и социально-экономические реалии, и национальные, и исторические традиции. Таким образом, заимствование чужого опыта невозможно в принципе. Как показывает практика, в частности и российский опыт, механический перенос чужого опыта в иные социокультурные условия никогда не приводил и не может привести к ожидаемым результатам.
Вместе с тем, едва ли у кого возникнут сомнения в том, что знание общих для промышленно и экономически развитых стран мира тенденций, которые определяли и определяют состояние и динамику высшего образования не только полезно, но и крайне необходимо. Это становится еще более актуальным в свете интеграции мирового образовательного сообщества, согласования позиций и координации развития высшего профессионального образования.
Как свидетельствует практика, национальные традиции в значительной мере определяют стратегические направления развития высшего образования. Кроме того, национальное самосознание неразрывно связано с творческими способностями человека, со способностями по-новому воспринимать различные явления и ситуации, с умением вырабатывать собственные взгляды и суждения, с эвристическим мышлением. Развитие творческих способностей и индивидуально-личностных возможностей является непременной предпосылкой самоутверждения и реализации личности в условиях конкретной социально-культурной среды, показателем ее интеллектуального, нравственного и эстетического развития. Формирование творческих способностей можно рассматривать как способ реализации потребности студентов в творческой активности, социальную и психологическую защиту их интересов применительно к сегодняшней социально-экономической и этнополитической ситуации. Развитие творческих способностей у молодых людей позволяет им не только осознать свою сопричастность к культуре своего народа, но и активно участвовать в ее обогащении [223].
В настоящее время в мире все ярче проявляется тенденция к сотрудничеству в области образования, науки и культуры, формированию единого образовательного пространства, обладающего достаточной однородностью, необходимой для решения проблемы мобильности и повсеместного повышения качества высшего образования. На наш взгляд, глубокий анализ образовательных систем стран-лидеров в области инженерного образования будет полезным для совершенствования отечественной высшей технической школы и поможет России достойно войти в единое образовательное пространство, сохранив свой уникальный опыт и обогатив его наиболее эффективными современными разработками передовых западных стран.
Германия
В Германии, в рамках научно-ориентированного подхода, важнейшим принципом в формировании и развитии творческого потенциала будущих инженеров ученые считают активное привлечение студентов к научно-исследовательской деятельности.
Первую ступень обучения научной деятельности составляет творческая работа в едином учебном процессе во время занятий и самостоятельной работы. Именно на этом этапе студенты знакомятся со способами творческой обработки научных задач, с методами стимулирования творческой активности и генерирования новых идей.
В качестве элементов творческого образования студентов П. Вайнцвайг указывает на необходимость и важность овладения эвристическими методами решения творческих задач, методами и способами умственной и практической работы, методами самостоятельной регуляции действий, методами ориентирования в действиях и регуляции стимулов, а также методами саморегуляции. Хотя характер и способ применения этих методов зависят от многочисленных субъективных и объективных факторов, они являются, считает П. Вайнцвайг, одной из важных предпосылок в процессе формирования востребованного профессионала будущего, способного решать нестандартные инженерные задачи. Систематическое развитие творческих способностей означает, таким образом, стремление к упорядочению различных элементов инженерного образования в сознании студентов на основе диалектико-материалистического метода и методологии науки [31]. Этому способствует цикл специальных дисциплин, ориентированных на развитие инженерного творчества. Начиная с первого курса, в рамках этих дисциплин студентов знакомят с наиболее используемыми эвристическими методами (метод мозгового штурма, аналогий, морфологического анализа) с последующей систематической отработкой навыков их использования при решении научных задач. В отличие от англо-американской системы, алгоритмы работы с творческими задачами практически не используются. Студентов ориентируют на точное наблюдение, анализ, чистое экспериментирование, а также воспитывают творческое, критическое, проблемно-ориентированное, междисциплинарное мышление. При этом студентов постепенно ставят в положение, когда они учатся понимать сложные взаимосвязи, видеть противоречия, задавать вопросы, проявлять научную любознательность, продуктивное сомнение, высказывать собственные мнения и идеи.
Таким образом, на начальной стадии обучения в технических вузах Германии реализуются современные мировые требования в инженерной подготовке: распознать и развить индивидуальность, способствовать формированию устойчивого творческого потенциала на базе системного междисциплинарного владения профессиональными знаниями и умениями.
Поскольку обучение творчеству в Германии тесно связано с научной деятельностью, задания, ориентированные на развитие творческого мышления также подразумевают ориентацию на науку. Так, в качестве примера задания первой ступени можно привести широко используемую задачу под названием «Нахождение идей». Ее суть заключается в выполнении студентами литературного обзора научной проблемы и выдвижения собственных вариантов решения, опираясь на использование изученных эвристических методов.
Подобные задания способствуют более глубокому осознанию современных инженерных задач, а также непосредственной сопричастности к своей профессиональной деятельности, помогают увидеть реальную применимость изучаемых дисциплин и, таким образом, содействуют повышению мотивации.
Вторая ступень обучения научной деятельности - творческая работа в дифференцированном учебно-исследовательском процессе. Здесь студенты применяют полученные знания об использовании своего творческого потенциала для обработки и решения более сложных научных проблем. Особое место в этом процессе уделяется организации творческого подхода к научной деятельности при решении технических проблем современности. В этой работе принимают участие студенты-исследователи, аспиранты, молодые научные кадры.
Одной из форм реализации цели развития творческого потенциала студентов через вовлечение последних в научную деятельность в технических вузах Германии являются регулярно проводимые научные конференции и научные соревнования студентов и молодых сотрудников. Студенческие научные соревнования ориентированы на стимулирование использования творческого потенциала в научной деятельности и самостоятельного его развития, а также на воспитательные и образовательные цели. Они проводятся в тесной связи с исследовательскими планами вузов. Благодаря научным соревнованиям все большее число студентов вовлекается в профессиональную творческую деятельность.
Научное соревнование студентов, интегрируясь в общий процесс воспитания и образования, ставит новый комплекс задач перед преподавателями высших школ, которые в связи с этим должны:
личным примером показывать возможности использования творческого потенциала в инженерной деятельности;
еще более целеустремленно привлекать студентов к решению задач научно-технического прогресса;
использовать творческий потенциал студентов для решения важных технических задач и достичь при этом существенно более высокого уровня продуктивности умственного труда;
поощрять потребность студентов к участию в работах высокой общественной значимости;
улучшать изобретательскую деятельность студентов и обеспечить включение всех студентов в научное соревнование, начиная с первого курса [19].
Еще в качестве формы организации творческого подхода к научной деятельности, используемой на второй ступени оправдали себя выставки достижений студентов и молодых ученых, которые ежегодно организуются в технических вузах. Лучшие результаты научных исследований, развития и внедрения научных исследований в практику представляются на «Центральной выставке достижений молодых ученых и студентов». Студентов ориентируют в процессе научной деятельности на главные задачи современного общественного развития. Студенческий научный и творческий потенциал имеет все более увеличивающееся значение для решения сложных научно-технических задач и во все большем масштабе используется в сотрудничестве с научными учреждениями.
Эти формы являются высшей стадией развития творческой деятельности молодых научных работников Германии.
Ученые (Х.-Г. Мельхорн, X. Меле, 3. Киль, Г. Нойер, К. Штарке, У. Штарке, Д. Штихт, М. Вильке и другие), рассматривая научную деятельность как средство формирования творческой личности студентов и молодых ученых, отмечают, что в первую очередь необходимо формировать такие качества личности, как умение нестандартно мыслить, логическое мышление, память, целеустремленность, самодисциплина и собственная инициатива. Эти качества, считает Г. Нойер, представляют собой основу для научного стиля работы, они формируются постепенно в ходе развития личности и укрепляются с приобретением опыта [121].
Иными словами, Г.Нойер выделяет креативный, интеллектуальный, мотивационный и эмоционально-волевой компоненты структуры творческого потенциала как основные.
Организацию самостоятельной работы немецкие ученые рассматривают как необходимую интегральную часть всего учебно-воспитательного процесса и считают важной частью в подготовке студентов к профессиональной творческой деятельности. По мнению ведущих немецких ученых (X. Бауэр, Э. Бендрат, Г. Нойер и др.), суть обучения в высшей школе характеризуется самостоятельной научной работой. Каждый студент должен овладеть в дифференцированной системе возрастающих качественных и количественных требований эффективным стилем научной работы, развивать в себе способность и готовность к творческой научной работе, способность к самостоятельному усвоению и усовершенствованию научных знаний и их творческому применению на практике.
В практике высшей школы Германии сложился определенный процесс организации самостоятельной работы. Так, на начальном этапе студентов знакомят с методикой и техникой умственной работы, с методами решения творческих задач и стимулирования творческого процесса, со спецификой требований высшей школы и особенностями учебного процесса. В рамках вводных курсов проводятся лекционные, семинарские и практические занятия по обучению организации самостоятельной работы, в частности работе с литературой, а также просеминары, на которых студентов знакомят с базовыми понятиями основных изучаемых дисциплин («язык специальности») и методологическими проблемами обучения и научного исследования. Все мероприятия по сообщению методов научного труда на первых курсах связаны с реальным процессом образования и воспитания и с конкретными требованиями к студентам данного вуза [19].
