Компетентностная модель в инновационном инженерном образовании

Российская система подготовки инженерных кадров имеет богатые традиции и несомненные успехи в формировании и обеспечении материально-технических основ всех сторон жизнедеятельности общества и государства. К очевидным достоинствам этой системы следует отнести сбалансированность теоретической, естественнонаучной и математической подготовки и практической работы в мастерских, лабораториях и на предприятиях, которая проводится в процессе всего обучения. Эта работа дополняется расчетной и графической проектной деятельностью, развивающей творческую активность и самостоятельность студентов.

В эпоху информационного общества выдвигаются новые требования к инженерному образованию, выпускнику-инженеру. В настоящее время в экономической и социальной жизни четко прослеживается тенденция ухода от повторяющегося массового производства, характерного для индустриального общества. Поэтому подготовка специалистов, способных выполнять рутинные операции по жестко заданным программам, перестала быть актуальной. Главной целью становится создание новой конкурентоспособной продукции и новых рынков за счет умелого управления знаниями. Инновации в технике и технологиях в настоящее время формируются на междисциплинарной основе в результате передачи знаний из одной области в другую. Инновационная инженерная деятельность - это разработка и создание новой техники и технологий, доведение их до вида товарной продукции, обеспечивающей новый социальный и экономический эффект [1].

Традиционная система подготовки инженерных кадров не обеспечивает выполнение требований к инновационному инженерному образованию. Предметно-знаниевая основа такой подготовки приводит к управлению образовательным процессом по конечному результату, который описывается знаниями, умениями и навыками выпускника. Содержание подготовки выстраивается из большого набора дисциплин, каждая из которых разворачивается, исходя из логики своей предметной области. Качество же выпускника представляется как производное от числа прослушанных учебных дисциплин. Но качество профессионального образования нельзя сводить лишь к сумме уровней качества обучения различным предметам. Скорее оно определяется степенью приобщения студента к целостной сфере будущей профессиональной деятельности, достигнутой в процессе реализации образовательной программы.

Действующие в нашей стране стандарты инженерного образования построены на базе квалификационной модели специалиста, достаточно жестко привязанной к объекту и предмету труда. Сегодня потребность в квали фикации в традиционном - профессиональном - смысле слова (как определенная запись в документе об образовании, обозначающая не академический, а профессиональный характер - узкая специальность или специализация) отпала, поскольку нет планового хозяйства и государственного распределения выпускников. Теперь очевидно, что готовить выпускника необходимо не к конкретному рабочему месту, а к отраслевому рынку труда.

Компетентностный подход. В качестве альтернативы доминирующей в государственных образовательных стандартах второго поколения предметно-знаниевой модели специалиста выдвигается компетентностный подход. При этом содержание его деятельности представляется в виде системы компетенций, а оценкой качества выпускников может служить оценка их компетентностей. Компетентностный подход рассматривается как системообразующий фактор создания стандартов третьего поколения.

Понятие компетентности является более широким, чем понятия знаний или умений. Компетентность включает знания, умения, учебный, профессиональный и жизненный опыт, ценности, интересы, которые самостоятельно реализуются студентами и выпускниками и используются ими в определенной конкретной ситуации -ив жизни, и в профессиональной деятельности.

Компетентностный подход позволяет добиться следующих результатов [2]:

• -    перейти в профессиональном образовании от его ориентации на воспроизведение знания к применению и организации знания;

• -    снять диктат объекта (предмета) труда (но не игнорировать его);

• -    положить в основание обучения стратегию повышения гибкости в пользу расширения возможности трудоустройства и выполняемых задач;

• -    поставить во главу угла междисциплинарно-интегрированные требования к результату образовательного процесса;

• -    более тесно увязать цели с ситуациями применимости (используемости) в мире труда;

• -    ориентировать человеческую деятельность на бесконечное разнообразие профессиональных и жизненных ситуаций.

Необходимо указать на обобщенный, интегральный характер понятия компетентность по отношению к используемым сегодня в образовательных стандартах терминам знания,умения, владение. Такой переход обеспечивает формирование обобщенной модели качества, абстрагированной от конкретных дисциплин и объектов труда, что позволяет, в свою очередь, говорить о более широком, чем сегодня, возможном поле деятельности специалиста.

Формирование компетенций не вписывается в традиционное понимание организации процесса обучения, так как не является следствием объема усвоенной выпускником вуза информации по конкретным дисциплинам. Для этой цели не подходят информационно-алгоритмические методы обучения, которые приемлемы, может быть, лишь на начальных этапах обучения. В качестве приоритетных образовательных технологий и методов, адекватных поставленным задачам, можно рассматривать проблемное обучение, технологии сотрудничества, метод проектов, применение высоких информационных технологий обучения и др.

Целенаправленное формирование компетенций может быть осуществлено различными путями, однако существует определенная общность возможных организационных схем дидактического процесса:

• -    включение студентов в поэтапно усложняющуюся и разнообразную по содержанию и типам решаемых задач поисковую деятельность;

• -    целенаправленное, непрерывное развитие системного мышления в ходе выполнения академических и творческих заданий;

• -    реструктуризация содержания, методического и технологического обеспечения организации образовательного процесса (ООП) путем введения в нее дополнительных дисциплин или дополнительного цикла дисциплин, ориентированных на профессионально-творческое развитие;

• -    системное обучение студентов законам развития техники с целью овладения ими алгоритмом решения изобретательских задач (АРИЗ);

• -    сквозная творческая подготовка при изучении всех дисциплин образовательной программы;

• -    погружение студентов в профессионально-творческую среду, включая работу обучающегося с той или иной периодичностью в малых профессионально-творческих группах.

В результате содержание образовательной деятельности в таком инновационном образовательном процессе существенно отличается от традиционного.

Модель выпускника вуза, основанная на компетент-ностном подходе, имеет значительно меньшее число составляющих ее элементов, чем при описании через знания, умения, навыки. Это позволяет, во-первых, более четко и обоснованно, на междисциплинарной основе выделять крупные блоки (модули) в образовательной программе подготовки специалистов и, во-вторых, вести сравнение различных образовательных программ именно по ним, а не по отдельным дисциплинам.

Компетентностный подход находит свое утверждение в первую очередь в новой модели оценивания результатов образования. Однако оценка качества подготовки специалистов на основе компетентностного подхода - это не только проблема итоговых мероприятий в подготовке выпускников. Применение основных понятий - компетентность и компетенция - приводит к необходимости построения компетентностной модели подготовки специалиста - новой модели, в которой качество выпускников должно определяться в структуре их будущей про фессиональной деятельности. В такой модели показатели качества подготовки выпускников задаются определенным набором компетентностей (в отличие от традиционного подхода), формирование которых для разных уровней образования должно обеспечиваться соответствующими структурой и содержанием, видами учебной и профессиональной деятельности, показателями и оценочными средствами этой деятельности.

Освоение компетентностного подхода в формировании образовательных стандартов и оценке качества подготовки специалистов становится одной из актуальных проблем в инженерном образовании. Сейчас необходимо перейти от концептуального, методологического уровня рассмотрения проблемы на уровень проектирования образовательных программ конкретных направлений и специальностей на основе компетентностного подхода. Применим положения компетентностного подхода для построения модели цикла дисциплин общей профессиональной подготовки (ОПД) инженера.

Базовая концепция общепрофессиональной подготовки инженеров. Для инженера, обладающего инновационными качествами, в структуре базовых профессиональных компетентностей наиболее значимыми представляются следующие: инновационная, проектно-конструкторская, управленческая, коммуникативная. Формирование этих и других компетентностей должно быть заложено уже в цикле дисциплин общей профессиональной подготовки. Эти дисциплины должны иметь контекстную направленность и готовить студентов к будущей инновационной проектно-конструкторской деятельности.

В компетентностной модели целесообразно отойти от жесткого, закрытого нормирования содержания образования. Нормативные цели задаются в виде компетенций и результатов обучения. Это позволяет достичь высокого уровня академической свободы вуза, гибкости и динамичности образовательной программы.

Рассмотрим подход к формированию содержания общепрофессиональной подготовки на основе структурно-параметрического ядра, изложенного в [3].

Общепрофессиональные дисциплины формируются на основе соответствующей области научного знания с учетом необходимой профессионализации подготовки специалистов. Концепция строится на выделении инвариантного ядра ОПД.

Это ядро имеет иерархическую структуру и формируется из макродисциплин «Геометрия и графика», «Механика и материаловедение», «Электротехника и электроника», «Прикладная информатика», «Управление, сертификация и инноватика» и «Безопасность жизнедеятельности». Макродисциплины состоят из отдельных дисциплин, выбираемых из предлагаемого списка в соответствии с потребностями направлений. Например, макродисциплина «Геометрия и графика» состоит из следующих дисциплин: «Начертательная геометрия», «Инженерная графика», «Компьютерная графика», «Вычислительная геометрия», «Геометрическое моделирование», «Инженерный дизайн». Список предлагаемых дисциплин определен соответствующими научно-методическими советами. При необходимости допускается расширение списка. Естественно, что при этом реализуется принцип авто- номности вузов, появляется возможность вузовского, факультетского, кафедрального или авторского формирования содержания дисциплин.

Применение структурно-параметрического ядра ОПД позволяет выполнить требование укрупнения целостных единиц образования и при всем многообразии подходов в вузах делать сопоставимыми основные образовательные программы с точки зрения государственных требований.

Выбор конкретного содержания модулей и дисциплин из макродисциплин структурно-параметрического ядра ОПД для той или иной специальности или направления подготовки должен проходить в соответствии с установленными в ходе выполнения первых этапов проектирования ООП компетенциями выпускника.

Теперь рассмотрим пример образовательного процесса, в котором организацию системы зададим от компетенции к содержанию. Для этого выполним структурно-логическое моделирование образовательного процесса как определенной последовательности (этапов) формирования проектно-конструкторской компетентности и определенной структуры дисциплин (см. рисунок) [4].

Цели, заданные в виде компетенций, обусловливают структуру системы подготовки. Важным становится определение системы задач, отражающих профессиональную деятельность будущего инженера, и переработка этих профессиональных задач и видов деятельности в учебную деятельность и проектирование модулей. Интегрирующим стержнем учебно-профессиональной и квазипрофессио-нальной деятельности должна стать проектная деятельность, которая методологически увязывает всю систему общепрофессиональной подготовки. Организовав ее с привлечением активных методов, моделируя ситуации из профессиональной деятельности, мы получим необходимые условия и для формирования, и для проявления компетенций.

Нельзя одномоментно сформировать ту или иную компетентность. Необходимо не только поэтапное освоение компетенций, но и их оценивание. Если рассматривать стандарт как описание конечных результатов в терминах компетенций, то основная образовательная программа должна дать ответ на то, каким образом они осваиваются в образовательном процессе.

При проектировании содержания в компетентностной модели обучения употребляется понятие модуль. При этом необходимо иметь в виду, что существует множество различных интерпретаций модуляризации - от определения модуля как отдельной единицы (лекция, семинар и т. д.) до вполне развитых и весьма сложных модульных систем с элементами междисциплинарности. В частности, модуль интерпретируется как логическая часть образовательного процесса в рамках установленной компетенции. Содержание модуля соотносится с компетенцией. Для каждого модуля формулируется четкая и измеряемая задача.

Содержание обучения, построенное на принципах модульности, создает условия для цикличного управления образовательным процессом и, в конечном результате, для достижения выдвигаемых целей. Модульное обучение обеспечивает гибкость содержания, приспособление к индивидуальным потребностям личности и уровню ее подготовки посредством организации учебно-по знавательной деятельности по индивидуальной учебной программе. Следовательно, появляется возможность планировать и реализовывать индивидуальную образовательную траекторию. Нелинейные траектории в организации образовательного процесса - необходимый элемент современной образовательной системы.

Необходимо отметить, что практическое внедрение модульности в образовательный процесс сталкивается со значительными трудностями как организационного характера (необходимость менять предметную организацию структурных подразделений учебных заведений), так и с проблемами недостаточной квалификации преподавателей высшей школы в области проектирования модульных программ. Использование принципа модульности требует достаточно развитой полиграфической базы и значительных материальных средств.

Теперь покажем, в каком соотношении должны рассматриваться единицы содержания образования - дисциплины и модули - в структуре ядра ОПД.

Макродисциплины - это содержательное поле для вариативного проектирования дисциплин и модулей общепрофессиональной подготовки как в рамках федерального компонента, так и в рамках регионального и вузовского компонентов ООП.

Связующим звеном образовательного процесса в соответствии с предлагаемой моделью являются междисциплинарные курсы - метадисциплины.

В роли метадисциплины, в значительной степени помогающей преодолеть разобщенность отдельных наук в общепрофессиональной инженерной подготовке, дать обоснование принципов координации и кооперации (интеграции) предметных областей, подчеркнуть единство методологических основ различных областей человеческих знаний может выступать дисциплина «Основы проектирования» или «Инженерное проектирование». Ее основные положения сводятся к следующим позициям: 1) содержание и принципы инженерного проектирования, его уровни; системный подход; 2) общие и специализированные показатели качества, их модели; 3) техническое противоречие; идеальный конечный результат; 4) основные функции объекта проектирования, их анализ; техническое задание; 5) методы поиска идей; от идеи - к конкретным техническим объектам; 6) векторная оптимизация, принятие решений; 7) системные модели, алгоритмы и программы, отражающие функционирование физических объектов; 8) численные методы и модели имитации испытаний и условий эксплуатации.

Это инвариантное ядро дисциплины. Развитие позиций этого ядра должно идти по ряду направлений:

• -    первое - законы строения и особенно развития техники, ее компоненты, совместимость, задачи проектирования. Это направление реализуется уже в имеющейся дисциплине «Введение в специальность». Но нужна дисциплина «История и философия техники». Становление инженерного мышления, инженерного подхода к любой сфере деятельности должно, очевидно, начинаться именно с этой дисциплины;

• -    второе - поиск, систематизация и использование проектной информации. Это студенты должны делать уже на втором курсе. Для организации проектной деятельно-

  Си н о ко

  Си

  
  

  к

  ш

  
  

  с

  
  
  
  
  

  cd

  К и о я с

  о

  о и о

  
  

  о

  
  

  >5

  
  

  И cd н к

  
  

  cd £0.

  cd

  
  
  

  Организация проектной деятельности по этапам

  
  

  cd

  О

  ю

  
  
  

сти на данном этапе должны быть выстроены дисциплины «Инженерная графика», «Компьютерная графика»;

• -    третье направление - творчество в технических разработках, творческий коллектив, методы решения изобретательских задач, основы патентоведения. Это большой, тематически связанный круг вопросов. Он раскрывается в уже ставших традиционных дисциплинах «Основы технического творчества» или «Теория региона изобретательских задач».

Перечисленные направления в структуре метадисциплины могут быть рассмотрены как модули в ее составе. При другой интерпретации модуля вся метадисциплина может быть рассмотрена как междисциплинарный интегративный модуль. В принятии решения по установлению структуры модуля в ООП необходимо воспользоваться следующим его свойством: модуль - это целевой функциональный узел, в котором достижение целей происходит за счет объединения содержания и технологии овладения им.

Метадисциплина может состоять из нескольких этапов. На каждом этапе происходит усложнение задач проектной деятельности и все большее ее приближение к реальной инженерной деятельности. При таком значении метадисциплины в образовательном процессе выступают как важные в некоторых высказываниях - реперные точки и в формировании заданных компетенций, ивих комплексном оценивании.

Таким образом, в рассмотренной выше модели общепрофессиональной подготовки инженеров речь идет о профессиональных качествах будущих специалистов - компетентностях, адекватных быстро меняющемуся миру и рынку труда и, в частности, ускорению темпов устаревания знаний. Формирование компетенций не вписывается в традиционное понимание качества образования, так как не является следствием объема усвоенной выпускником вуза информации по конкретным дисциплинам.

Содержание обучения в компетентностной модели образовательного процесса должно основываться на выделении структурно-параметрического ядра дисциплин направления подготовки. Это дает следующие новые возможности: проектирование от компетенций; укрупнение дидактических единиц и большую академическую свободу вуза в выборе дисциплин и модулей; модульность; нелинейность и вариативность образовательной траектории; междисциплинарность и интегративность как необходимые нормативно заданные категории образовательного процесса.

Логика движения от компетенции приводит к необходимости разработки в модели результатов обучения для дисциплин, модулей, блоков, этапов, начиная с конечных результатов. В данной модели реализуется поэтапное формирование компетенций. В контрольных точках - точках защиты проектов - экспертно оценивается уровень го товности к применению знаний, умений, навыков при выполнению проектов (здесь же оцениваются уровень предметных знаний, междисциплинарные знания и интегративность). Оцениваются информационная и коммуникативная компетентность. Последняя формируется, конечно же, не только в дисциплинах блока ГСЭ. Коммуникации в профессиональной деятельности содержат следующие элементы: знание родного и иностранного языков, компьютерного языка, языка проектировщиков (чертежей, геометрических моделей и других средств информационной поддержки процессов проектирования).

Включение междисциплинарных курсов - метадисциплин позволяет циклически выходить на все более высокий уровень системности и целостности в видах профессиональной деятельности. Метадисциплины на каждом этапе учебной проектно-конструкторской деятельности как бы «стягивают» все элементы учебного процесса для их реализации в моделируемых видах будущей профессиональной деятельности выпускника.

В предлагаемой модели уменьшаются требования к количественным (ресурсным) показателям основной образовательной программы, но вводятся требования к уровням освоения компетенций. Следует еще раз отметить, что в модели компетенции обусловлены не только содержанием и его определенной структурой (дисциплины, модули и др.), но и образовательной технологией, методами, оцениванием и т. д. Это новая методология учебной деятельности, новая образовательная технология.

Роль преподавателя в учебном процессе значительно меняется. Огромное значение приобретают и личный опыт проектной деятельности, и способность организации командной работы в группах, и подбор заданий, и по-новому выстроенная оценочная деятельность.