В Сколтехе презентовали книгу «Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO», написанную группой авторов во главе с ректором Сколковского института науки и технологий Эдвардом Кроули. Это уже второе издание книги, что говорит о растущем интересе вузов, в том числе российских, к инициативе CDIO – глобальному проекту по реформированию инженерного образования
«Я рад, что инициатива, которую я считаю крайне эффективной, получила восторженные отзывы от российской аудитории, - сказал г-н Кроули. - Книга издана Высшей школой экономики, и мне вдвойне приятно, что она вышла под научной редакцией Александра Чучалина, проректора по образовательной и международной деятельности ТПУ [Томский политехнический университет – Sk.ru], с которым мы совместно реализуем программу CDIO в России. Искренне надеюсь, что она будет полезна новому поколению молодых инженеров».
Упор на практический подход к техническому образованию зашифрован уже в самой аббревиатуре CDIO (Conceive – Design – Implement – Operate, то есть Осмысление –Проектирование –Реализация-Эксплуатация). Инициатива основана на 12-ти стандартах. В них прописана общая философия программы, разработка учебных планов и практических заданий, требования к помещениям для занятий, новые методы преподавания, повышение квалификации педагогов, а также аудит и оценка программы и успеваемости студентов.
Книга Эдварда Кроули пережила уже второе издание. Фото: Сколтех
«Практика – вот что важно. Этот принцип мы исповедуем в Сколтехе, потому что здесь занимаются прикладной наукой и инновациями, - рассказывал в одном из интервью журналу SkReview Эдвард Кроули. – Идея CDIO заключается в том, что студенты должны учиться в контексте профессиональной практики, или, как мы это называем, в «реальном контексте. Это способ готовить студентов к будущей работе, помогая им ощутить, что такое на самом деле быть инженером». Ректор проиллюстрировал эту мысль аналогией со студентами-медиками, получающими реальный опыт во время клинической практики. В Сколтехе, по словам ректора, использованы принципы CDIO, которые доказали свою эффективность в разработке лучших практик нового образования. «Мы надеемся, что эта инициатива распространится в России. В Фонде Сколково мы поддерживаем CDIO, в том числе, переводим материалы, проводим воркшопы», - рассказал Кроули.
Разрыв между академическим знанием и практическими запросами общества ощущается повсеместно, и задача Инициативы CDIO - сблизить две этих сферы, пока отстоящие довольно далеко друг от друга. Соединительным звеном учебной ткани в соответствии с принципами CDIO является интегрированный образовательный план. Вот выдержка из описывающего его Стандарта 3: «Учебный план CDIO включает в себя задания, работая над которыми студент помимо дисциплинарных знаний приобретает личностные, межличностные компетенции, а также умение создавать продукты и системы. Учебные дисциплины взаимно дополняют друг друга, пересекаются между собой по содержанию и совместно приводят к достижению необходимых результатов обучения. В подробном плане должна быть прописана взаимосвязь изучаемых учебных дисциплин с преподаваемыми компетенциями CDIO».
Участники инициативы CDIO - ведущие мировые университеты, в том числе MIT, Калифорнийский технологический институт и Стэнфорд. В России инициатива CDIO реализуется, в частности, в Томском политехническом университете, Московском авиационном институте и Астраханском госуниверситете.
Томский политех
Особых откровений в области подготовки инженеров Инициатива CDIO не содержит - аналоги некоторых ее содержательных элементов были и в советском образовании. Но они, по оценке проректора Томского политехнического университета (ТПУ) по образовательной и международной деятельности Александра Чучалина, который участвовал в презентации книги в Сколтехе, носили фрагментарный или слишком отвлеченный характер, тогда как ценность CDIO - в системном подходе к образовательной деятельности, ее практическом наполнении и степени проработки каждого из 12 стандартов международной инициативы.
Эдвард Кроули. Фото: Сколтех
В интервью SkReview Чучалин проиллюстрировал этот тезис примером с сохранившимся в некоторых российских вузах предметом «Введение в специальность», который традиционно читают первокурсникам в течение одного семестра. Один из стандартов CDIO предусматривает, что в интегрированном учебном плане должен быть вводный курс «Введение в инженерную деятельность». Вроде бы похоже, но наполнение иное - более глубокое, не описательное, а нацеленное на практическую работу в коллективе. «Когда мы внедряли методику CDIO, то ввели в 2012 году в обязательном порядке этот вводный курс во всех учебных планах всех направлений и специальностей в области техники и технологий. Он реализуется на протяжении 4 семестров, - рассказывает Александр Чучалин. – В первом семестре студенты изучают теорию: как и раньше, им рассказывают о специальности, истории развития техники и технологии, выдающихся ученых, их вкладе в науку и так далее. Затем добавляется практический аспект - на протяжении трех семестров студенты выполняют командные творческие проекты по темам, связанным с направлением и профилем их подготовки. Таким образом, с самого начала они познают творчество инженерного труда и к третьему курсу более осознано выбирают профиль своей будущей подготовки».
Навыки командной деятельности, о важности которых говорится в стандартах СDIO, тоже не являются ноу-хау авторов этой инициативы. Нечто похожее было и в советском инженером образовании, но, как говорит проректор ТПУ, «фрагментарно, а потом и вовсе забылось». Еще до того, как Томский политехнический университет стал членом клуба CDIO, в вузе внедряли командные формы выполнения научно-исследовательских работ, курсовых проектов, выпускных квалификационных работ. Теперь, рассказывает Чучалин, в ТПУ реанимируют командные образовательные технологии, в частности, на базе программы «Элитного технического образования», в которую ежегодно отбирают до 10% первокурсников. Кроме обычного перечня предметов им читают спецкурсы по организации командной работы, лидерству, технологиям проектирования в группе, особенностям коммуникации с заказчиками и подрядчиками.
ТПУ присоединился к инициативе CDIO первым из российских вузов. Это произошло осенью 2011 года. Университет к тому моменту уже был плотно вовлечен в международный контекст инженерного образования. «ТПУ исторически является базовым вузом Ассоциации инженерного образования России (АИОР). Мы давно интересовалось проблемами интернационализации наших образовательных программ, подстраивая их под нормы международных профессиональных инженерных организаций, которые разрабатывают стандарты и применяют их для оценки качества и аккредитации», - говорит Александр Чучалин.
Вступлению ТПУ в Инициативу CDIO способствовали изменения в закон «Об образовании», касающиеся автономии и академических свобод организаций высшего образования. Поправки разрешили МГУ им. Ломоносова, Санкт-Петербургскому госуниверситету, федеральным университетам и национальным исследовательским университетам (в эту категорию, наряду с другими 28 вузами, входит и ТПУ) реализовывать программы высшего образования на основе самостоятельно устанавливаемых образовательных стандартов и требований. При этом в законе содержится оговорка о том, что стандарты этой группы вузов не могут быть ниже соответствующих требований федеральных государственных образовательных стандартов.
К Инициативе CDIO в Томском политехе присматривались около двух лет, вспоминает Александр Чучалин. Представители университета, еще не входившего в консорциум, участвовали в конференциях по CDIO, изучали стандарты, оценивали их качество и возможность использования на базе ТПУ. «В итоге мы решили: этот подход обогатит нашу практику, поэтому его следует принять в дополнение к образовательным критериям других международных организаций, на которые мы ориентировались прежде, - рассказывает проректор. – Подход CDIO понравился нам, прежде всего, степенью проработки 12-ти стандартов и очень важного документа - Плана CDIO (так называемый CDIO Syllabus – прим. ред.), где детально прописаны основные результаты обучения и приведен перечень компетенций, которыми должны обладать выпускники».
Александр Чучалин. Фото: ТПУ
Прием ТПУ в число участников Инициативы прошел в целом безболезненно: находившийся в Томске Александр Чучалин по интернету выступил перед участниками конференции CDIO в Польше с рассказом о том, как администрация университета оценивает соответствие своей образовательной деятельности, процедур, технологий, правил формирования учебных планов стандартам CDIO. «Ни по одному из пунктов мы не осмелились поставить себе максимальные 6 баллов, в основном были 2 или 3, редко - 4», - говорит Чучалин. «Были кое-какие вопросы, и консорциум проголосовал за то, чтобы принять ТПУ в свою семью».
Сложно представить, что преподавательский состав единодушно поддержал переход Томского университета на новые образовательные стандарты. У Александра Чучалина это допущение возражений не вызывает. «Внутренне преподаватели могут быть не согласны с принципами CDIO. На ранней стадии их внедрения в нашей академической среде было много дискуссий. Некоторые преподаватели, не вникнув глубоко в суть вопроса, говорили: «Да все это у нас уже давно есть, в достаточном объеме и количестве». Энтузиастам приходилось объяснять, что ценность CDIO состоит именно в системном подходе к инженерному образованию. Скептики, безусловно, остались, но на административном уровне принято решение ввести в наш стандарт изменения, которыми обозначено, что подход CDIO является единой институциональной нормой и ей должны следовать все структурные подразделения вуза».
Московский авиационный институт
Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) вступил во Всемирную инициативу CDIO в октябре 2012 года – во французском Бресте на сессии CDIO МАИ представлял его ректор Анатолий Геращенко. «Был заметен большой интерес к нам. Встреча длилась три дня, получился весьма продуктивный обмен опытом и мнениями. Не обошлось и без дискуссий относительно того, как внедрять стандарты CDIO в наши образовательные программы, ведь это должен быть продуманный и осмысленный процесс», - рассказал Геращенко в интервью SkRеview. Автор концепции по реформированию инженерного образования Эд Кроули проходил в свое время стажировку в МАИ и является в настоящее время почетным профессором этого университета.
В беседе с SkReview Анатолий Геращенко не раз повторял: аналоги некоторых образовательных подходов, заложенных в 12-ти стандартах CDIO, давно и с успехом применяются в Московском авиационном институте. «Слушая доклады и участвуя в совместных обсуждениях, мы неоднократно убеждались, что наш подход к инженерному образованию не только в большей части соответствует философии CDIO, но и может послужить примером для других участвующих в инициативе вузов, особенно в том, что касается тесной кооперации учебных заведений и промышленности», - говорит Геращенко.
Очевидным аналогом прописанного в Инициативе «практического инжиниринга» может считаться уже давно существующая в МАИ концепция сквозного проектирования. Студенты создают на компьютере трехмерную модель детали, разрабатывают технологический процесс, пишут программу для станка ЧПУ, а потом проверяют соответствие всех параметров получившегося изделия изначальной модели. Это происходит в Ресурсном центре (РЦ) в области авиастроения – второго такого, уверяют его сотрудники, нет больше ни в одном вузе мира. Для учащихся и преподавателей МАИ РЦ является прекрасной экспериментальной площадкой, частыми посетителями РЦ стали представители многочисленных предприятий аэрокосмической отрасли. В центре собраны практически все программные продукты, необходимые для трехмерного проектирования и виртуализации в 3D: SolidWorks, CATIA, Unigraphics, PTC (Pro/Engineer). Студенты проводят расчеты на прочность и получают навыки программирования станков ЧПУ – в Ресурсном центре их три.
Полноценный курс введения в специальность и концепция непрерывного образования - те составляющие инициативы CDIO, которые больше всего импонируют Геращенко. «Хорошо известная у нас проблема отчисления студентов с первых курсов существует и на Западе. Молодые люди уходят, осознавая, что ошиблись с выбором специальности. Поэтому заключенная в стандартах работа по мотивации молодежи мне очень нравится. Начинать надо со школьной скамьи, ведь это золотой запас наших будущих абитуриентов», - рассказал ректор.
Астраханский госуниверситет
Студенты Астраханского государственного университета (АГУ) не могут теперь получить зачет, если они не произвели новый конкретный продукт, будь то робот, йогурт или туристический маршрут. Особенность этого вуза в адаптации образовательного кода, созданного для обучения инженеров, к программам естественнонаучного и социально-гуманитарного образования, а главное - к проектам, в которых сотрудничают студенты самых разных специальностей: от робототехников до журналистов и агрономов.
«Последние годы мы испытывали острую неудовлетворенность, потому что понимали, что сфера образовательных услуг - а мы себя относим именно к сфере услуг - отстает от запросов рынка труда. Мы изучали современные технологии менеджмента в бизнесе, поскольку он вынужден постоянно совершенствоваться, и пытались применить их в учебном процессе. В частности, четыре года назад мы адаптировали под университетское образование принципы Бережливого производства корпорации Toyota и концепцию 6 сигм [суть в улучшении каждого из этапов производства, минимизации дефектов и статистических отклонений в операционной деятельности – прим. ред.] и получаем от них реальный эффект, - рассказал SkReview ректор АГУ Александр Лунев. - И когда мы узнали об Инициативе CDIO и увидели, как ее стандарты используются в подготовке инженерных кадров, мы обрадовались. Мы сразу поняли, что профессор Эдвард Кроули наш единомышленник. Мы его почувствовали».
Это было в сентябре 2011 года, на международном семинаре по инновациям и реформированию инженерного образования в Московском институте стали и сплавов, где выступал Эдвард Кроули. В декабре того же года делегация АГУ отправилась в MIT, чтобы познакомиться с реализацией этого проекта. К тому моменту Астраханский университет уже подал заявку на вступление в Инициативу. В марте 2012 состоялась видеоконференция с участием многих университетов мира, и заявка АГУ была принята.
Чтобы лучше познакомить преподавателей с основами подхода CDIO к организации учебного процесса, руководство университета пригласило профессора Дэвида Вислера провести мастер-классы. «Вислер, один из лучших экспертов CDIO, очаровал широкие университетские массы, и ректорату стало легче продвигать новую стратегию. Мы поняли, что все выполнимо, а CDIO - это то, что мы искали. Членство в этой инициативе дало нам не только стройную систему реорганизации учебного процесса, но и идеологическую защиту, потому что если в продвинутых, топовых вузах мира так с успехом обучают много лет, значит, и нам следует перенимать эти технологии», - говорит Александр Лунев.
Что конкретно дает университету участие во Всемирной инициативе CDIO? «То, чего не могут дать официальные структуры, - отвечает ректор. - Смелость преобразовать учебный процесс и всю профессиональную подготовку. Теперь мы имеем стратегию перевода системы образования, построенного на принципах дисциплинарного теоретического обучения, к обучению проектному. Да, и прежде многие наши активные студенты делали проекты - по грантам, хоздоговорам, но это было в основном в рамках инновационного подхода, который предполагает коммерциализацию научных исследований, а CDIO включает проектную командную деятельность непосредственно в учебный план, уже с первого курса».
Одними из первых в соответствии с подходом CDIO в Астраханском госуниверситете начали работать на аграрном факультете. Поначалу на стадиях «Задумай - Спроектируй» занимались в обычных аудиториях, общение напоминало обычные пары, вспоминала в 2013 году декан этого факультета Надежда Семчук. «Недавно университет нам и еще нескольким факультетам сделал подарок – оборудовал в Технопарке зоны «C» и «D». Для «Conceive» есть удобные диваны и кресла, столики, маленький кухонный блок. Зона «Design», предполагающая конструирование, дизайн и разработку, требует, чтобы пространство было более формализованным. Здесь у нас мощные компьютеры со специальными программами, инструменты и приборы для работы. Но, что интересно, этап «D» может выходить и за рамки зоны – например, что-то нужно из «Implement», то есть из лабораторий». У астраханских аграриев и биотехнологов зона «I» - это четыре Центра коллективного пользования: биотехнологии для получения оригинальных фармсубстанций, агропромтехнологий и питания, рационального использования природных ресурсов и автоматизированный фитотронно-тепличный комплекс агробиологии.
В Астраханском госуниверситете «инженерную» методику CDIO распространили на обучение аграриев и гуманитариев. На снимке –студенты за анализом состава сухих растений в Центре коллективного пользования «Биотехнологии для получения оригинальных фармсубстанций». Фото: АГУ.
«Наши студенты выходят из зоны «D», которая является общей для нескольких факультетов, в зоны «I» по направлениям, например, где хозяева химики или биотенологи, - продолжает Семчук. - Ведь прежде чем пытаться что-то вывести в производство, нам надо знать свойства или особенности будущего продукта. Например, чтобы узнать, что при понижении жирности молока методом сепарации мы разрушаем структуру белков в нем, нам нужно было спуститься в лаборатории и провести тесты с химиками. А чтобы узнать, как уменьшить жирность и не потерять белок, мы ставили опыты с биотехнологами. Все проекты ориентированы на использование агропотенциала региона».
Так в Астраханском госуниверситете родился «Йогуртин» - молочный продукт с новой рецептурой, смесь коровьего, козьего и кобыльего молока. В зоне «C» провели мозговой штурм с участием студентов-зоотехников, технологов-переработчиков и биоэкологов и из нескольких десятков «молочных предложений», выбрали самое актуальное для жаркой Астрахани – с акцентом на надежную консервацию. В зоне «D» собрали и проанализировали информацию о консервирующих свойствах местных лекарственных растений. Выяснилось, что лучшим консервирующим эффектом обладает солодка. В зоне «I» студенты-биологи выделили из ее корней экстракт. Студенты-аграрии в своей зоне «I», то есть в молочном цехе, добавили экстракт в молочную смесь и получили натуральное молоко нужной жирности, которое в холодильнике хранится до 30 дней. «Под проект успели уже получить грант. Выпускаемый «Йогуртин» мы реализуем в буфетах и в профилактории университета, угощаем гостей. То есть перешли к Operating, где еще шире используем потенциал междисциплинарного сотрудничества – с дизайнерами, маркетологами, рекламщиками», - рассказала Надежда Семчук.