Казалось, 20 лет назад вошедшее в наш обиход такое понятие, как «инновационная деятельность» [1; 2], было чем-то новым и многообещающим в общем развитии общества и технического прогресса [3-5]. Но, как показали многочисленные исследования, новым был только термин, а его значимость как продуктивной творческой деятельности по получению конкурентоспособной продукции [6] всегда была, есть и останется исключительной в развитии технического прогресса [7-9]. Это обстоятельство подтверждается и основными документами, регламентирующими сегодня научно-технологическое развитие экономики страны («Стратегия научно-технологического развития Российской Федерации», утвержденная Указом Президента Российской Федерации от 1 декабря 2016 г. № 642; Постановление Правительства Российской Федерации от 18 апреля 2016 г. № 317 «О реализации Национальной технологической инициативы»; национальные проекты по 12 направлениям стратегического развития, установленные Указом Президента России от 7 мая 2018 года № 204 «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года» и др.). В связи с этим одной из основных задач инженерного образования [10; 11] является задача обязательной и гарантированной подготовки студентов к ИИД [12; 13]. В предлагаемой статье рассматриваются вопросы такой подготовки студентов в условиях развития инновационной системы, в частности инновационной системы университетской кафедры (ИСУК) [14].
Цель исследования – выявление взаимосвязи между наличием определенных компонентов ИСУК и эффективностью обучения студентов ИИД.
Материал и методы исследования. Для достижения сформулированной цели перед авторами стояла задача выявления зависимости разработки, реализации и эффективности подготовки студентов к ИИД от уровня развития инновационной системы, на основе анализа выполненных в МГУ им. Н.П. Огарева исследований. Для этого были задействованы: 1) общенаучные подходы (системный, позволивший исследовать как инновационные системы вуза и кафедры, так и методические подходы к обучению ИИД, с установлением связей в системах; структурный и субстратный, для выявления и разработки структуры рассматриваемых систем, а также установления их иерархии и субстратов – «первоэлементов» систем); 2) методы (анализа-синтеза и индукции-дедукции для изучения существующих систем и разработки новых; гипотетико-дедуктивный – для ступенчатого поэтапного приближения к рабочей гипотезе, наиболее близко отвечающей содержанию решаемой проблемы, и др.); 3) общенаучные принципы (отражения, активности, всесторонности, определенности, многоуровневости, многоэтапности и последовательности исследования, противоречия и др.).
Результаты исследования и их обсуждение. В ходе предыдущих исследований авторами были конкретизированы понятия: «Национальная инновационная система» (НИС) [15] - как кластер интегрированных субъектов и объектов инновационной деятельности (ИД) в масштабах страны – надсистемы; «Региональная инновационная система» (РИС) – как система интегрированных в единую систему субъектов и объектов ИД, действующих в масштабах региона; «Инновационная система университетской кафедры» – подсистема, соответственно функционирующая в рамках вуза и региона. На основе использования структурного и субстратного подходов была составлена иерархия перечисленных систем, начиная с НИС и заканчивая ИСУК (рис. 1).
Рис. 1. Иерархия инновационных систем, в составе НИС
Эта схема эффективно функционирует за счет наличия отлаженных гибких, управляемых, адаптивных связей на всех уровнях ее интеграции.
Как видим из схемы (рис. 1), и как это было отмечено выше, одним из основных субстратов НИС является ИСУК. В связи с этим рассмотрим подробнее эту инновационную подсистему на примере подсистемы кафедры «Основы конструирования механизмов и машин» ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет им. Н.П. Огарева».
Вышеуказанная кафедра создавалась для осуществления фундаментальной, общетехнической и инновационной подготовки студентов университета, и в настоящее время ее инновационная подсистема в своем развитии приобрела развитую структуру (рис. 2). Как видно из рис. 2, ее инфраструктуру образуют такие субъекты, как: а) секторы кафедры (реализации образовательных стандартов, проектирования педагогических технологий и методик, педагогических инноваций, управления ИИД, СКБ «Магистр» и научный кружок «Механик»); б) учебная лаборатория, включающая секторы ТММ, ДМиОК, ПМ, ОИИД и других дисциплин; в) МНИЛ ЭМИМТ с секторами анализа и синтеза технических решений, проектирования и изготовления новых машин и узлов, опытных образцов сельскохозяйственной техники и их испытания; г) центр проектирования и быстрого прототипирования «Рапид-Про» со своими 5 секторами (рис. 2).
В рамках этой инфраструктуры успешно реализуется ИИД по следующим научным направлениям: 1) разработка научно-методического и методологического обеспечения формирования у студентов компетентности в ИИД; 2) повышение эффективности функционирования почвообрабатывающих фрез за счет их проектирования адаптивными и без наличия избыточных связей; 3) исследование АТ и расширение их области использования. Результатами этой деятельности являются многочисленные материальные (МИП), нематериальные (НИП) и одушевленные (ОИП) инновационные продукты (рис. 2).
Рис. 2. Инновационная система кафедры
Принятые сокращения: ОКММ – основы конструирования механизмов и машин; ОТП – общетехнические дисциплины; ДМиОК – детали машин и основы конструирования; МНИЛЭМИМТ – межкафедральная научно-исследовательская лаборатория экспериментально-имитационного моделирования машинных технологий; ТСО – технические средства обучения; АТ – аддитивные технологии; ДО – дополнительное образование; НИРС – научно-исследовательская работа студентов; ИП – инновационные продукты; НИОКР – научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы.
В связи с этим эволюцию становления представленной системы мы дифференцировали на 6 этапов (таблица).
Модель адекватности наличия элементов ИС возможностям подготовки к ИИД
|
Этапы ИС и элементы |
Содержание обучения ИИД |
Достигаемые результаты |
|
1 этап 1.1; 2.1-2. |
Реализация учебных планов и рабочих программ |
Формирование компетенций в соответствии с ФГОС ВО |
|
1 этап 1.2, 1.3. 1.4; 2.4; 3.1; 4.1. 4.2 |
Подготовка к ИИД при теоретическом и практическом обучении |
Формирование способности к получению как НИП, так и МИП |
|
1-2 этапы 1.1; 2.1-2.4; 3.1-3.4 |
Подготовка к ИИД на основе интеграции основных компонентов инженерной подготовки |
Повышение эффективности обучения за счет интеграции отдельных компонентов подготовки к ИИД |
|
3 этап 1.2, 1.3. 1.4; 2.4; 3.1 |
Подготовка к ИИД при обучении инженерному творчеству и патентоведению |
Развитие творческого потенциала – основы ИИД. Формирование способности к получению НИП |
|
3-6 этапы 1.2, 1.3. 1.4; 2.4; 3.1 |
Подготовка к ИИД на основе использования ВГУМИП (теоретической подготовки) |
Обеспечение обучению ИИД, без изменения учебного плана (получение НИП) |
|
5 этап 1.2, 1.3. 1.4; 2.4; 3.1; 4.1. 4.2 |
Подготовка к ИИД на основе обучения интегрированным дисциплинам |
Обеспечение погружения обучающихся в полный инновационный цикл ИИД |
|
5-6 этапы 1.2, 1.3. 1.4; 2.4; 3.1 |
Подготовка к ИИД при обучении специально разработанным дисциплинам (ОИИД) |
Повышение эффективности подготовки к ИИД за счет целенаправленного обучения |
|
5-6 этапы 1.1-1.4; 2.1-2.4; 3.1-3.4; 4.1-4.4 |
Подготовка к ИИД на основе комбинирования перечисленных факторов |
Адаптация инновационной подготовки к внешним условиям (вызовам, стандартам, изменяемым задачам) |
|
6 этап 1.2, 1.3. 1.4; 2.4; 3.1; 4.1. 4.2 |
Подготовка к ИИД на основе интеграции в модульную структуру дисциплин ВГУМИП (практической подготовки) |
Обеспечение обучения ИИД, без изменения учебного плана (получение МИП на основе использования АТ) |
|
6 этап 1.2, 1.3. 1.4; 2.4; 3.1; 4.1. 4.2 |
Подготовка к ИИД на основе интеграции содержания учебных дисциплин и АТ |
Обеспечение вовлечения обучающихся во все этапы инновационного цикла ИИД |
|
6 этап 1.1-1.4; 2.1-2.4; 3.1-3.4; 4.1-4.4 |
Подготовка к ИИД на основе многоуровневого и многоэтапного обучения |
Повышение эффективности подготовки к ИИД на основе оптимального проектирования обучения |
|
6 этап 1.1-1.4; 2.1-2.4; 3.1-3.4; 4.1-4.4 |
Целенаправленная подготовка к ИИД в рамках обеспечения требований одноименных СУОС, направления и профиля подготовки |
Эффективная целенаправленная подготовка профессионалов в области ИИД |
Первый из них связан с началом работы кафедры, и первоочередным на этапе являлось учебно-методическое обеспечение образовательного процесса по читаемым дисциплинам, для этого необходимы были учебные лаборатории и сектор реализации образовательных стандартов. Второй был обусловлен выбором и обоснованием научных направлений деятельности кафедры, среди которых основными являются: а) научно-методическое и методологическое обеспечение подготовки студентов к ИИД; б) повышение эффективности функционирования малогабаритных почвообрабатывающих машин, для чего было необходимо создание межкафедральной научно-исследовательской лаборатории экспериментально-имитационного моделирования машинных технологий и специальных секторов по проектированию методик и технологий обучения ИИД. Третий – связан с углублением исследований в области подготовки студентов к ИИД и пониманием необходимости развития у студентов творческих способностей – основы ИИД, в рамках олимпиадной и научно-исследовательской обучающей среды [8; 9]. Для дальнейшего повышения эффективности инновационной подготовки появилась необходимость ее научно-методического сопровождения, что обусловило переход на четвертый этап становления ИС кафедры. Пятый этап связан с формированием и реализацией новой научной концепции многоуровневого и поэтапного обучения ИИД. Необходимость перехода экономики страны к шестому (цифровому) технологическому укладу обусловила шестой этап становления ИС – использование цифрового производства изделий на основе использования АТ, что позволяет вовлекать обучающихся во все этапы ИИД [1]. В таблице представлены также выявленные зависимости между появляющимися на перечисленных этапах новыми элементами инфраструктуры, содержанием обучения и достигаемыми результатами.
В качестве подтверждения высокой эффективности функционирования описанной ИСУК представим основные инновационные продукты, полученные сотрудниками кафедры за последние 5 лет, структурировав их по областям деятельности. В области грантовой поддержки следует отметить: а) ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России», утвержденная Постановлением Правительства Российской Федерации от 28 июля 2008 г. № 568; б) исследования при поддержке Минобрнауки РФ в рамках госзадания («Формирование у студентов НИУ КИИД на основе погружения в инженерное творчество»; в) НИР «Реализация научно-методических подходов к инновационной подготовке студентов НИУ», грант РФФИ проект 18-013-00342 А «Обоснование методологического и научно-методического обеспечения формирования у студентов технических университетов КИИД на основе многоуровневой интеграции основных компонентов инженерной подготовки». Были получены следующие инновационные продукты: 1) НИП (патенты на изобретения и полезные модели – 15 шт.; рационализаторские предложения – 11 шт.; технологии проектирования и испытания фрез - 6 шт.; методические системы обучения ИИД – 6 шт.; педагогические технологии – 12 шт.; образовательные программы подготовки к ИИД и дополнительного образования - 12 шт.); 2) МИП (разработаны и изготовлены образцы фрез - 6 шт.; изданы учебники и пособия с грифом УМО свыше 45 шт. [9; 10]); 3) одушевленные инновационные продукты (ОИП): студенты – лауреаты премии Президента РФ – 12 чел. и др. Эти данные подтверждают важность и значение успешно функционирующей инновационно ориентированной ИСУК, вносящей достойный вклад в развитие выше стоящих по иерархии инновационных систем (рис. 1).
Заключение
Таким образом, в ходе выполненных исследований были получены следующие важные результаты: 1) выбраны и обоснованы научные подходы (системный, структурный и субстратный), методы (анализа-синтеза и индукции-дедукции, гипотетико-дедуктивный и др.), принципы (отражения, активности, всесторонности, определенности, многоуровневости, многоэтапности и последовательности исследования, противоречия и др.) проведения исследования; 2) конкретизированы определения национальной, региональной и кафедральной инновационных систем, а также на основе использования системного, субстратного и структурированного научных подходов построена иерархия перечисленных инновационных систем, с указанием их взаимосвязи и взаимовлияния; 3) разработана инновационная система университетской кафедры на примере кафедры основ конструирования механизмов и машин ФГБОУ ВО «МГУ им. Н.П. Огарева», включающая субъекты (новаторов, инноваторов), инфраструктуру, виды ИИД и получаемые инновационные продукты с указанием связей между ее элементами и обратной связью между ними, выделены 6 этапов ее становления и дана их характеристика; 4) на основе анализа выполненных в МГУ им. Н.П. Огарева исследований по подготовке студентов к ИИД выявлена зависимость разработки, реализации и эффективности такой подготовки от уровня развития инновационной системы, представленная моделью в виде таблицы; 5) высокая эффективность функционирования инновационной системы кафедры подтверждена полученными нематериальными, материальными и одушевленными инновационными продуктами.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ (проект № 18-013-00342).
Библиографическая ссылка
Наумкин Н.И., Шекшаева Н.Н. ИССЛЕДОВАНИЕ РОЛИ ИННОВАЦИОННОЙ ПОДСИСТЕМЫ УНИВЕРСИТЕТСКОЙ КАФЕДРЫ В ПОДГОТОВКЕ СТУДЕНТОВ К ИННОВАЦИОННОЙ ИНЖЕНЕРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ // Современные проблемы науки и образования. – 2019. – № 6. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=29282 (дата обращения: 03.10.2024).