Эдвард Кроули - Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO

• Обучение – процесс формирования знания и соответствует пониманию процесса познания в конструктивистской традиции.

Особенности обучения, сформулированные Д. Колбом, позволяют лучше понять одну из центральных идей подхода CDIO – создание учебных мероприятий, оказывающих двойное действие. Реализуя практические учебные мероприятия, разработанные в целях формирования профессиональных умений, возможно формирование личностных и межличностных компетенций, а также навыков создания объектов, процессов и систем. Иными словами, учебные мероприятия позволяют студентам создавать конструкции знаний, используемые для понимания и освоения абстрактных технических понятий. Практические занятия также предполагают активное применение знаний, которое закрепляет понимание и способствует запоминанию. Таким образом, обеспечивается достижение конечной цели – приобретения практического знания технических основ.

Следующий раздел призван объяснить, обосновать и доказать эффективность применения модели «планирование – проектирование – производство – применение» как контекста инженерного образования. Этот основополагающий принцип подхода CDIO настолько важен для понимания, что стал первым из 12 стандартов CDIO .

Стандарт 1 CDIO

« CDIO как контекст инженерного образования»

Принятие принципа, согласно которому развитие и реализация жизненного цикла объектов, процессов и систем происходит в рамках модели «планирование – проектирование – производство – применение» (модель 4П). Модель 4П определяет контекст инженерного образования.

Следует отметить, что стандарт 1 CDIO не призывает рассматривать модель 4П как единственный контекст инженерного образования. Скорее, он обращает внимание на необходимость подготовки выпускников инженерных программ в контексте общего принципа жизненного цикла объектов, процессов или систем, одним из возможных примеров которого является модель 4П. Описание основного принципа CDIO начнем с изучения контекста профессиональной инженерной деятельности, от которого перейдем к контексту инженерного образования. Рассмотрение процесса обучения студентов инженерных программ в каком-либо контексте способствует так называемому контекстному обучению. Контекстное обучение – тщательно проработанная образовательная модель, положенная в основу подхода CDIO . В этом разделе будут кратко изучены исторические причины возникновения контекстного обучения, а также представлены важнейшие особенности и преимущественные характеристики этой образовательной модели.

Прежде чем обратиться к контексту инженерной деятельности, необходимо описать значение понятия «контекст». Этот термин можно определить как «условия» или «события», формирующие среду, в которой что-либо существует или происходит и которая способствует пониманию существующего или происходящего. Данное определение состоит из двух частей и обращает внимание на наличие сопутствующих факторов, а также на способность сопутствующих факторов объяснять или интерпретировать происходящее. Другими словами, чтобы понять и оценить проект здания, архитектору необходимо изучить окружающие его дома. Для понимания организационного решения, принятого командой, необходимо проанализировать проблему и традиции, управляющие организацией. Иными словами, основное значение контекста – обстоятельства и среда, способствующие пониманию.

CDIO как модель жизненного цикла инженерной продукции. Для определения контекста инженерной деятельности необходимо понять, что представляет собой этот вид деятельности. Центральная задача инженерной деятельности – планирование, проектирование, производство и применение объектов, процессов и систем, которые ранее не существовали и которые прямо или косвенно необходимы обществу или определенной его части. Для определения любых продуктов, создаваемых инженерами, мы используем термины « объекты», «процессы» и «системы ». При этом под объектами понимаются любые предметы, обладающие материальной ценностью. Под процессами – действия, направленные на достижение цели. Под системами – группы объектов и процессов, объединенных с целью получения определенного результата. Термины « объекты», «процессы» и «системы » используются вместо длинного списка продуктов – результатов инженерной деятельности, которые также определяются как инженерные решения. Так, например, инженеры-строители и инженеры-технологи имеют дело с предприятиями, проектами и производством промышленной продукции, в то время как биоинженеры и инженеры-химики создают новые молекулы и крупные структуры, а материаловеды разрабатывают новые материалы. Результат деятельности специалиста по вычислительной технике и инженера-электрика – программное обеспечение, компьютерные системы, устройства и сети. Для упрощения и стандартизации терминологического аппарата во всех главах книги используются термины « объекты», «процессы» и «системы» для определения любых технических решений, применяемых инженерами.

Независимо от конкретной профессиональной области основная задача инженера – проектирование и принятие инженерных решений, как показано в табл. 2.3. Проектирование подразумевает разработку чертежей и алгоритмов, описывающих конечные объекты, процессы или системы. На этапе производства проектирование трансформируется в готовое техническое решение и проходит стадии изготовления изделий, программирования, тестирования и проверки. Желательно, чтобы инженеры также участвовали в планировании и принятии решения о проектировании и производстве продукции, для чего необходимо понимать потребности заинтересованных сторон и общества, уметь выбрать подходящую технологию и выработать стратегию принятия инженерных решений, соответствующих определенным требованиям. Этот этап определен в модели 4П как планирование, т. е. выявление потребности и возможности ее удовлетворения. Планирование – важный этап инженерной деятельности, отличный от проектирования. Планирование – процесс принятия решения о том, что будет в дальнейшем спроектировано.

С другой стороны, чтобы приносить пользу, практически все инженерные решения должны быть использованы на практике. Потребительские товары (такие как автомобили и бытовая техника) используются обычными людьми. Более сложными системами управляют профессионалы, в том числе инженеры, участвующие в техническом обслуживании, ремонте, совершенствовании, развитии, переработке и демонтаже систем. Даже принимая решения, которыми инженеры не будут самостоятельно пользоваться в дальнейшем, они должны учитывать этап эксплуатации. В подходе CDIO этап эксплуатации называется применение . Весь процесс от планирования через проектирование и производство до применения объекта, процесса или системы представляет собой жизненный цикл любого инженерного решения.