Scientific journal

Modern problems of science and education

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

Инженерное проектирование и конструирование, опирающееся на знание фундаментальных научных дисциплин, всегда закладывало основу для безопасного и комфортного проживания человечества. Сказанное позволяет утверждать, что от качества подготовки инженеров зависят жизнеспособность общества, его потенциальные возможности в решении тактических и стратегических задач не только в технической, но и социальной и нравственной сферах. В этом ее локальный смысл. Инженер как носитель инженерного замысла через профессиональную культуру и компетенции рефлексирует и критически предъявляет принципы рационального упорядочивания действительности. Поскольку предельным выражением инженерного замысла является разумная (курсив Н. Ч.) организация жизни, можно предположить, что она означает переход к новому типу цивилизационного развития – третьему по отношению к традиционалистскому и техногенному, к новому видению инженерии как феномена культуры [1].

Цель статьи – осмысление этого феномена и выделение в контексте проблем инженерного образования принципов построения содержания и возможных технологий обеспечения качества подготовки будущих инженеров.

Материал и методы исследования

В настоящем исследовании используются следующие методы: контент-анализ, обобщение, сравнение данных, стохастическое и дескриптивное моделирование. Большое значение имеют труды А.П. Платонова, А.М. Михайлова, Г.И. Гослау, В.П. Маркова, Д.К. Советкина, С.А. Владимирского, М.М. Рубинштейна, А.И. Соколовского, Э.Ф. Зеера, Ю.Г. Татура [2]. Особо выделим исследования на тему инженерии как пространства материальной культуры Э. Крика [3].

Результаты исследования и их обсуждение

Какие же проблемы сейчас стоят перед инженерным образованием, и что влияет, прямо или косвенно, на формирование качества подготовки будущих инженеров? Нам видятся следующие проблемы.

Основной проблемой российской экономики является ее многоукладность (рисунок).

Технологическая многоукладность современной экономики [4]
(Россия – внутреннее кольцо; США – внешнее кольцо)

Общественная организация «Ассоциация инженерного образования России» (АИОР) провела экспертизу [5] состояния инженерного дела в российской промышленности и пришла к выводу о крайне низком профессиональном уровне (таблица) специалистов, работающих в промышленном секторе: примерно по 30% экспертов говорят о системном кризисе или о критическом состоянии инженерного дела, около 27% экспертов считают, что развитие промышленности остановилось. Как результат технологический уровень промышленности не соответствует потребностям общества.

Данные экспертного анализа АИОР (2015 г.) [5]

Экономики развитых стран в свое время решали подобные проблемы. Известно, например, что в странах «Большой семерки» для ликвидации технологического отставания были предприняты меры по увеличению темпов роста производительности за счет так называемых прорывных технологий, позволяющих достичь нового качества производственно-технологических процессов, а также перейти к выпуску высокотехнологичной продукции, «открывающей» новые сектора и отрасли [7, 8] в экономике.

Одновременно те же эксперты АИОР [5], оценивая качество подготовки специалистов в технических университетах, отмечают (более 80% экспертов) «удовлетворительный», а по некоторым направлениям подготовки – даже «хороший» уровень российского инженерного образования. Гипотеза о вероятном несоответствии декларируемых принципов, реального содержания и форм подготовки [5, 6] специалистов в области техники и технологии требованиям современного производства и гипотеза о несоответствии требований потенциальных работодателей к компетенциям выпускников, содержанию и формам образования могут служить объяснением этого противоречия. Не останавливаясь на всех этапах развития образования, отметим постиндустриальный этап. Наиболее востребованными становятся преподаватели, создающие авторские образовательные курсы. Наряду с регламентированными формами присутствуют индивидуальная и эмпирико-теоретическая формы (самообразование) [9]. Поэтому очевидным является вывод о необходимости разумного сочетания дисциплинарно-ориентированной системы обучения и проектно-исследовательской.

Выделим принципы построения инженерного образования, способного обеспечить качественную подготовку в вузе. Нам видятся (подробно – в нашей работе [10]) следующие.

Принцип системности

Содержание инженерного образования должно рассматриваться как открытая подсистема синергетически взаимосвязанных и взаимоСОдействующих избирательно вовлеченных компонентов. Открытые образовательные системы предусматривают динамическое взаимодействие внутренней среды с окружающим миром. Применительно к системе инженерного образования сказанное указывает на необходимость пересмотра образовательного контента с одновременным закреплением очагов организованности во временно-пространственном потоке социально-экономической среды.

Принцип саморазвития

Вытекает из особенности социальных систем. Субъекты образовательного процесса, реализующие право на свободу выбора обучающего контента, методов обучения, стиля преподавания и исследований, являются основой для самовоспроизведения. Деятельность субъектов образовательного процесса должна происходить сообразно с известными из практики данными, методами и способами. Согласование каждого последующего этапа проектирования с предыдущим состоянием является неотъемлемым атрибутом педагогического проектирования, а проведение изменений по объективной необходимости происходит с учетом запросов всех сторон образовательного процесса и с имеющимся личным опытом. Что означает этот принцип на практике? Всякая проектная документация (федеральный образовательный стандарт, основная образовательная программа, учебный план) есть стратегическое решение, опирающееся на законодательную (Закон об образовании) базу и обеспечивающее всем участникам образовательного процесса мотивированную возможность участвовать в его разработке, осуществлении и модернизации.

Принцип фундаментализации образования

На основе возрастающего интереса промышленности к фундаментальной стороне научных и технических знаний резко возросло количество разнообразных форм сотрудничества центров академической науки и промышленности; изменилась география таких центров (феномен научных парков) [5]. Превращение знаний в главный фактор экономического развития происходит через фундаментальные исследования, прогнозирующие возможные результаты нововведений.

Принцип качественности (квалиметрии) образования

«Качество образования» как философская категория отражает уровень познания человеком объективной технической и социально-экономической [10] реальности. Наряду с определенностью качественной (однородностью), отражающей содержание, все предметы обладают также определенностью количественной, которая может быть отделена от содержания в процессе изучения фундаментальных дисциплин естественно-научного цикла – математики, статистики. Исключительная применимость математических теорий в инженерии объясняется высоким уровнем абстракции последней. Известно, что создание новой технологии, программы, промышленного образца невозможно без выдвижения предположений, гипотез, их теоретического (преимущественно математическими методами) обоснования и экспериментальной проверки. Получающиеся при этом выводы позволяют смоделировать с заданной вероятностью интересующий инженера процесс, прогнозировать результаты этого процесса. В современных инженерных образовательных стандартах (ФГОС ВО версий 3+, 3++), так же как и в предшествующих, стохастическая линия прописана в таких базовых дисциплинах, как теория вероятностей, математическая статистика и теория случайных процессов. Если говорить о содержании этих курсов, то оно уже прошло проверку временем. Однако учебная программа по теории случайных процессов требует доработки, поскольку не дает глубокого представления о разнообразных направлениях данной теории и ее применениях. Если попытаться соотнести объемы и содержание математической и прикладной статистик, становится очевидным вывод о недостаточности для инженера только теоретической базы. Формулируя соотношение математической и прикладной статистики, А. И. Орлов [11] – и мы с ним согласны – отмечает особенности методологии статистики прикладной, включающей специальные, «внематематические» области знаний. Во-первых, это методология организации и проведения экспериментальных исследований стохастических процессов – планирование экспериментов, сбор данных, первичная оценка погрешностей и отбраковка «промахов», оценка репрезентативности статистических выборок, общий анализ и представление результатов. Во-вторых, организация математической и обязательно компьютерной обработки данных с использованием статистических программных продуктов, систематизация [12] и перманентный статистический анализ информации, накапливаемой в ходе исследований. Здесь же [11] обращается внимание на существенное несоответствие между прикладной и теоретической статистикой: теоретики, изучая и моделируя случайные процессы, продолжают ориентироваться на нормальное, гауссово, распределение. В то же время публикуемые «прикладниками» материалы и результаты экспериментальных исследований показывают, что распределения реально наблюдаемых случайных величин, в частности ошибок измерения, как правило, отличаются от нормальных. Педагогические исследования не являются исключением. Поэтому сейчас, как никогда прежде, необходим переход на стохастические модели проектирования содержания инженерного образования [13].

Принцип стандартософии и преемственности

Основной тезис стандартософии заключен в следующем положении: «повторяющиеся и познаваемые явления природы, техники и производства должны устанавливать в стандартах и любого рода эталонах разумные ограничения и требования с целью обеспечения заданного качества жизни» [12]. Основные, по нашему мнению, принципы разработки образовательных стандартов, которые должны найти отражение в примерных основных образовательных программах: учет образовательных потребностей и возможностей заинтересованных сторон (субъектов образовательного рынка и рынка труда) на основе системного анализа состояния техно- и социокультурной среды; снижение структурной сложности объектов стандартизации при обязательном сохранении целостности, системности и функциональной полноты содержания инженерного образования; согласованность и преемственность стандартов для различных уровней образования с учетом установленных в паспортах специальностей «смежности» и «родственности» областей инженерных знаний; динамичность и вариативность образовательного стандарта, возможность его совершенствования; возможность высокотехнологичной инструментальной проверки стандарта образования [10]. В этой связи особую важность приобретает изучение предметов цикла «Стандартизация и метрология», поскольку учет различных ритмических процессов и связанных с ними требований придает особую дидактическую ценность при обучении системному мышлению.

Принцип коэволюции инженерной культуры, экономической среды и инженерного образования на основе принципов CDIO

Анализ современного состояния образования и возможных эффективных методов сокращения разрыва между теорией и практикой показывает, что принцип коэволюции нашел свое выражение в инициативе CDIO (Conceive, Design, Implement, Operate – Замысел, Разработка, Внедрение, Использование). Декларируемая цель CDIO [14]: инженер – выпускник вуза должен обладать компетенциями не только техническими (создание проекта на уровне идеи, конструкторско-технологическая проработка проекта), но и социальными (работа в проектной команде и, при необходимости, руководство командой проекта), и организационно-экономическими (внедренческая деятельность).

Отметим, что практическое выражение принципы CDIO нашли свое отражение в международном движении WorldSkills, в котором в последние годы начали принимать активное участие российские студенты. Главные задачи инженерного образования, как нам представляется, состоят в этом контексте в выработке современных технологий эффективного усвоения знаний и развитии профессиональных навыков, превращении их в личностные знания (М. Полани), в уникальные для каждого инженера компетенции [15];

Моделью, дающей наиболее полное воплощение этого принципа, является проектное обучение. Однако подчеркнем, что в нашем понимании проектное обучение не должно внедряться на младших курсах – до того, как студенты получат фундаментальные знания, необходимые для специализации. На ранних стадиях обучения массовое активное вовлечение студентов в реализацию проектов вряд ли может привести к положительным результатам. Отметим также, что для освоения передовых технологий было бы целесообразно обеспечить избирательную возможность выбора: для «сильных» студентов – индивидуальная траектория обучения, т. е. возможность свободно переходить на другие кафедры, предлагающие более высокий уровень образования. Таким способом была бы обеспечена гибкая коррекция обучения и отбора для разных категорий инженеров.

Выводы

Обеспечение качества подготовки будущих инженеров, рассматриваемое как системно-ориентированная и согласованная образовательная деятельность преподавателей инженерных вузов и их научных и промышленных партнеров при постоянном внимании государства, должно происходить в следующих основных направлениях:

– видение стохастического характера объективных процессов, образующих единую социосистему;

– учет актуальных и прогнозных потребностей общества на основе интеллектуальной реиндустриализации;

– направленность образования на формирование общества с высоким уровнем технологической культуры, стимулирование участия бизнес-сообщества в поддержке перспективных научных разработок; на формирование генерации предпринимателей в сфере наукоемкого бизнеса;

– формирование целостной системы гарантий качества инженерного образования;

– создание и ведение национальных реестров аккредитующих организаций инженеров-профессионалов;

– развитие практико-ориентированных образовательных технологий путем создания профессиональных кадровых центров на базе крупных промышленных предприятий и базовых кафедр;

– глобальное переосмысление работы образовательных систем, переход к количественной оценке образовательного процесса.