Междисциплинарность как важный компонент современного инженерного образования

УДК 378.01: 62

В.Ю. Столбов

МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОСТЬ КАК ВАЖНЫЙ КОМПОНЕНТ СОВРЕМЕННОГО ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Рассматривается проблема модернизации инженерного образования при смене научных парадигм. Новая парадигма должна обеспечить эволюционный переход от индустриального общества к информационному обществу, выдвигающему новые требования к системе образования и качеству подготовки инженерных кадров. Одним из принципов модернизации является междис-циплинарность образования, требующая совершенствования содержания образовательных программ и применения новых образовательных технологий в рамках компетентностного подхода. Приводятся основные междисциплинарные компоненты образовательных программ нового поколения и показана их роль в инженерном образовании.

Ключевые слова: инженерное образование, смена научной парадигмы, междисциплинар-ность, компетентностный подход.

Введение

Современная система образования формируется в условиях смены научных парадигм. На смену неклассической науке приходит постнеклассическая наука, в основе которой лежат междисциплинарность и синергетика [1, 2]. Новая парадигма должна обеспечить эволюционный переход от индустриального к информационному обществу, выдвигающему новые требования к системе образования в целом, а также к подходам в реализации процессов, протекающих в этой системе. Длительный период времени советская, а затем российская высшая школа находились на позиции «знаниевого» подхода, в рамках которого у обучаемого формировалась система базовых знаний в достаточно широком диапазоне предметных областей (ГОС-1 ВПО). При этом подходе образовательная программа вуза строилась по дисциплинарному принципу, а основным результатом образования выступала сумма усвоенных студентами знаний. В последние годы XX века наметился переход от «знаниевого» к «дея-тельностному» подходу, основная цель которого заключается в формировании у студентов способностей к профессиональной деятельности, характеризующейся конкретной областью и видом деятельности (ГОС-2 ВПО). При этом предполагается формирование только тех знаний, которые способствуют овладению профессиональными навыками будущего специалиста в конкретной профессиональной области. Образовательные технологии оставались прежними, основную роль играли лекционные и практические групповые занятия

Столбов В.Ю., 2015

Столбов Валерий Юрьевич - доктор технических наук, профессор, декан факультета прикладной математики и механики, ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»; e-mail: valeriy.stolbov@gmail.com.

со студентами. Сравнительный анализ образовательных стандартов ГОС-1 и ГОС-2 дан в работе [3], где приведены их достоинства и недостатки.

Оба эти подхода соответствовали индустриальной стадии развития общества, когда образование было построено на основе дифференциации отраслей научного знания и дисциплинарной системе образования. При этом использовалась линейная модель карьерного роста выпускника вуза в конкретной профессиональной области, что соответствовало установке «образование на всю жизнь» [3].

Однако с резким возрастанием в последнее время количества и роли информации в развитии общества невозможно сохранять прежнюю систему образования, когда преподаватель является ретранслятором знаний, которые быстро устаревают [2, 3]. Поэтому новая парадигма образования направлена не на усвоение студентом большого количества знаний, а на формирование способностей получать новые знания самостоятельно, что соответствует установке «образование через всю жизнь». При этом резко возрастает роль фундаментальных и междисциплинарных знаний, позволяющих выпускнику вуза легче ориентироваться в смежных областях профессиональной деятельности и строить нелинейную модель своего карьерного роста.

Таким образом, концепция современного инженерного образования должна базироваться на принципах индивидуализации, саморазвития и самоорганизации, основами которых являются фундаментальность и междисциплинарность образования. Реализация этих принципов возможна на основе компетентностного подхода [3, 4], получившего свое развитие в рамках новых образовательных стандартов ФГОС ВПО и ФГОС+.

1. Компетентностный подход в образовании

Компетентностный подход в образовании, заложенный в основу новых федеральных стандартов высшей школы, широко обсуждается научно-педагогической общественностью. При этом мнения разнятся в очень широком диапазоне — от полностью негативного до восторженного. Многие считают, что это навязанный нам подход в рамках реализации Болонского процесса [5]. Однако в целом ряде работ [например, 2—4] показано, что переход на компетентностный подход в образовании связан с объективными вызовами инновационного развития экономики и состоянием современного общества.

Как было отмечено в [3], каждую компетенцию можно представить системной триадой компонентов: знать, уметь, владеть (рис. 1).

Другими словами, идея компетентностного подхода состоит в целостности образования, означающего овладение знанием с помощью системной триады. Каждый акт формирования компетенции триедин. Очевидно, что сформировать у студента умения без необходимого объема накопленного им знания невозможно, как невозможно привить студенту способность владеть знаниями и умениями без их освоения. Однако здесь важен и другой аспект. Как отмечено

в [2], любой процесс познания идет тем успешнее, чем выше эмоциональный фон обучающегося, однозначно связанный с мотивацией к обучению. Поэтому объем усвоенных знаний и умений напрямую зависит от способности обучаемого владеть этими знаниями и умениями, использовать их на практике при решении учебных и профессиональных задач. Только осознанное понимание того, что для решения тех или иных задач не хватает способности (владений), приводит к желанию получить новые знания и умения. Это, в свою очередь, приводит к модели расширяющейся «улитки», схема которой приведена на рис. 2.

ЗНАНИЯ УМЕНИЯ

Рис. 1. Системная триада компетенции

Образование в соответствии с компетентностной парадигмой особенно важно при формировании у студента способности к инновационной деятельности, которая требует триединства фундаментальных знаний, прикладных умений и способности к творчеству.

Необходимо отметить, что триадный способ получения образования является существенно нелинейным в отличие от существовавшего ранее линейного или диадного подхода к обучению. Линейный подход предполагает классическую (квалификационную) структуру образования: знания — умения — навыки. Однако навыки представляются как умения, доведённые до автоматизма, в силу чего не обладающие новым качеством. Поэтому линейное представление даёт диаду образовательных результатов: знание и их ожидаемое практическое применение в определённой сфере профессиональной деятельности (квалификация), без учёта возникновения нестандартных ситуаций и творческого подхода к их разрешению. Однако линейно мыслящий специалист не нужен современному производству, в рамках которого все чаще возникают нестандартные задачи, которые необходимо решать на базе тех знаний, умений и владений, сформированных у выпускника вуза и определённых в виде его общекультурных и профессиональных компетенций. Триада соединяет, сращивает все компоненты компетенции, обеспечивая новое качество образования.

Рис. 2. Триадная модель компетенции в форме расширяющейся «улитки»

2. Междисциплинарность образования

Использование принципа междисциплинарности позволяет реализовать модель интегративного обучения (освоения компетенций) и обеспечивает механизм синтеза компетенций из сформированных составляющих.

Прежде всего, принцип междисциплинарности предусматривает целенаправленное усиление междисциплинарных связей при сохранении теоретической и практической целостности учебных дисциплин и разделов образовательных программ [5]. При этом большое значение имеет интеграция процесса изучения материала между различными дисциплинами. Предлагаемые дисциплинарные знания должны преломляться через призму практической целесообразности, что достигается посредством синтеза умений и навыков, получаемых при изучении различных дисциплин.

Отметим, что при компетентностном подходе переоценивается ценность (важность) каждой изучаемой дисциплины с точки зрения ее вклада в формирование компетентностной модели (КМ) выпускника. При компетентностно ориентированном обучении необходимо «включить» мотивацию обучаемых для осознания ими логики приобретения отдельных дисциплинарных результатов обучения как последовательного процесса формирования конкретных компетенций и КМ в целом. Междисциплинарная интеграция предполагает преодоление фрагментарности предоставляемых знаний для взаимосвязи различных дисциплин, установление связей конкретной дисциплины с другими, ее место в образовательном процессе, максимальное задействование уже полученных в рамках предыдущих дисциплин результатов обучения, введение в образовательный процесс компетентностно ориентированных заданий [5], служащих для оценки сформированнности определенной компетенции и комплексного закрепления уже освоенной части структуры ее результатов.

Однако согласование целей и задач отдельных учебных дисциплин, их частичная междисциплинарная интеграция и специализация не позволяют получить целостную картину профессиональной деятельности, соответствующую реализуемой КМ выпускника. Подобной частичной модернизацией дисциплинарно организованного образовательного процесса невозможно осуществить переход на компетентностный формат обучения.

Для реализации компетентностной образовательной парадигмы необходим активный поиск новых междисциплинарных форм обучения, обеспечивающих формирование деятельностных компонентов компетенций — владений и, главное, синтез достигнутых результатов образования в виде освоенных частей и компонентов заявленных компетенций выпускника ВПО.

Решение означенной проблемы возможно введением в структуру образовательной программы междисциплинарного компонента (МДК), роль которого «собрать воедино составляющие» и наиболее полно задействовать

структуру конкретной компетенции, набора зависимых компетенций или КМ выпускника в целом [5].

Междисциплинарный компонент, введенный в образовательный процесс, позволяет получить контролируемые интегральные результаты обучения, которые синтезируют уже освоенные в рамках дисциплинарного обучения знания и навыки, что позволяет перейти на новый, практико ориентированный уровень формирования компетенций. На этой стадии образования обучаемые также получают относящиеся к профессиональной деятельности новые знания и умения, но уже в междисциплинарных областях, и делают это в основном самостоятельно, по мере востребованности, тем самым дополнительно формируя социально-личностные компетенции саморазвития и самообразования. В большей же степени назначение МДК сформировать владения, синтезировать составляющие компетенций, выработать и довести до уровня рефлексии собственные алгоритмы продуктивной деятельности в выбранной профессиональной области в соответствии с получаемым уровнем образования.

Простейшими формами МДК являются известные формы учебной работы обучаемых - реферат и курсовой проект, однако в рамках МДК они приобретают иное качество: новый результат достигается на стыке дисциплин, в результате междисциплинарного синтеза и поэтому может обладать инновационным характером.

Другими эффективными формами МДК являются терминальная дисциплина и междисциплинарный семинар.

Терминальная дисциплина завершает цепочку взаимосвязанных дисциплин (в рамках какого-то учебного модуля или блока образовательной программы) в части освоения какой-либо компетенции или группы взаимозависимых компетенций. К таким дисциплинам может быть отнесена, например, дисциплина «Информационные технологии в управлении производством», обеспечивающая владения информационными технологиями в указанной профессиональной области после изучения общих дисциплинарных курсов: «Информатика», «Делопроизводство», «Программирование», «Компьютерная графика», «Базы данных», а также освоения профессиональных дисциплин: «Производственный менеджмент», «Управление проектами» и др.

Междисциплинарный семинар рекомендуется ФГОС ВПО как новая форма проведения учебных занятий. Он проводится с участием представителей научных школ вуза, ведущих работников предприятий и других научных учреждений, расширяет кругозор и дает актуальную информацию о развитии и состоянии проблем в избранной профессиональной области, создает платформу для совместной целенаправленной деятельности обучаемого и научно-педагогического коллектива вуза, сопровождает выполнение исследовательских работ по индивидуальной тематике. Участие в семинаре позволяет обучаемому самоутвердиться в правильности избранного пути решения постав-

ленной проблемы, обрести уверенность в важности и актуальности выполняемой работы; повысить ответственность за результаты исследований и их практическое внедрение; выработать критическое мышление по отношению к собственным достижениям и представленным результатам другими обучаемыми; оценивать достоверность информации, полученной из различных источников; научиться корректно отстаивать свое мнение в дискуссиях с коллегами по профессиональной и/или смежным областям; уметь презентовать себя и результаты своей работы в публичной обстановке.

Учебно-производственная практика является традиционной интегрированной формой учебной работы обучаемых. ФГОС ВПО регламентирует ее обязательное включение в компетентностно ориентированные образовательные программы. Имеется богатый опыт ее использования в практике российских вузов, она является универсальной с точки зрения применимости к определенной области профессиональной деятельности.

Наличие практических разделов в образовательных программах ВПО позволяет сочетать фундаментальную теоретическую подготовку и практическую деятельность на предприятиях, в научно-исследовательских институтах и других организациях. Необходимость данной формы учебной работы не вызывает сомнений, так как она погружает обучаемых в настоящую профессиональную среду; создает условия для соотнесения своего представления о профессии с требованиями, предъявляемыми реальным бизнесом; эффективно подталкивает обучаемого к освоению требуемых компетенций.

Заслуживает внимания опыт организации интегрированной с производством системы обучения — инновационной модели обучения, сочетающей в себе фундаментальную теоретическую подготовку и длительную практическую деятельность на предприятиях [6]. Эта модель соответствует задачам подготовки квалифицированных кадров технического профиля в рамках прикладного бакалавриата в соответствии с образовательными стандартами ФГОС+; отвечает потребностям современных высокотехнологических предприятий (т.е. согласовывается с работодателями); ясно и четко определяет систему знаний и практических навыков, соответствующих КМ будущего специалиста и формируется на основе сочетания теоретического обучения с производственной подготовкой. На базовых предприятиях обучаемым обеспечивается последовательный переход ко все более сложным видам производственной деятельности по своеобразной цепочке: квалифицированный рабочий, техник, помощник мастера, инженер-стажер. Руководители базовых предприятий, где ведется производственная подготовка, могут приглядеться к будущему специалисту и заблаговременно определить конкретное место, где он может проявить себя наилучшим образом. Выпускники, выполняя на будущем месте работы курсовые и дипломные проекты, не нуждаются в дальнейшей адаптации на производстве.

Данная образовательная модель включает в себя все основные аспекты: профессиональный, предметный, социально-педагогический и производственный; реализует качественную междисциплинарную подготовку; на основе мультидисциплинарного образования формирует у студентов комплекс ключевых профессиональных компетенций, востребованных в будущей производственной деятельности; воспитывает потребности в самообучении, саморазвитии и повышении собственной квалификации.

Одной из наиболее важных и универсальных форм МДК является научно-исследовательская работа обучаемых. Традиционно НИР в российской высшей школе способствовала повышению уровня профессиональной подготовки выпускников, использовала студенческий творческий потенциал для решения актуальных проблем науки и производства, развивала отечественные научные школы на основе преемственности поколений, выявляла наиболее одаренных и подготовленных студентов, но в большей степени носила добровольный характер.

Сегодня в соответствии с требованиями ФГОС ВПО при переходе на массовые масштабы роль НИР в профессиональном обучении еще больше возрастает и требует новых методологических решений. Можно назвать ряд аргументов в пользу включения НИР как обязательной формы междисциплинарного компонента в вузовские образовательные программы [5].

• Новые виды образовательной деятельности, порожденные переходом к компетентностной парадигме образования, не могут вырасти «на пустом месте». Они должны быть результатом развития уже существующих массовых форм работы с молодежью в вузе и их переосмысления в сторону расширения спектра задач. НИР, выполняемая обучаемыми, является наиболее развитой формой и охватывает наиболее широкий спектр интегральных результатов обучения.

• Научно-исследовательская деятельность в максимальной степени аккумулирует в себе компетенции, входящие в группы общекультурных и профессиональных компетенций.

• Научно-исследовательская работа всегда направлена на развитие творческих способностей обучаемого, в том числе развивает возможности и для успешной инновационной деятельности, что является актуальной проблемой для современной экономики России.

НИР является системно ориентированной формой подготовки специалистов, соответствующей компетентностной парадигме, так как носит истинно деятельностный характер. Благодаря хорошо поставленной научно- исследовательской работе студентов в вузе создается среда, где в полной мере могут реализоваться различные образовательные траектории студентов с учетом их интересов и возможностей.

Научно-исследовательскую работу обучаемых необходимо сделать прак-тико ориентированной. Технологии практико ориентированного образования

реализуются с помощью интеграции научной, производственной и образовательной деятельности в рамках научно-образовательных и учебно-производственных центров [6], где студент приобретает реальный опыт профессиональной деятельности и происходит интенсивное формирование заявленных компетенций будущего специалиста.

Профессионально ориентированные технологии обучения в рамках практических разделов образовательной программы и систематическое целенаправленное участие в научно-исследовательской работе готовят обучаемых к завершающему этапу обучения — выполнению выпускной квалификационной работы. Данная форма обучения, безусловно, носит междисциплинарный характер, так как синтезирует все промежуточные знания, умения и владения и является конечным интегральным результатом полученного образования. Необходимо отметить, что основная роль ВКР заключается в демонстрации выпускниками сформированных компетенций и проверке их способности к профессиональной деятельности соответственно выбранному направлению и уровню подготовки.

Заключение

Процесс модернизации высшей школы связан с переходом в обществе на новую научную парадигму, требующую реализации новой концепции в образовании — «образование через всю жизнь». Это, в свою очередь, обусловливает необходимость совершенствования содержания образовательных программ и технологий подготовки современных специалистов.

Введение в образовательную практику междисциплинарных компонентов является одним из необходимых условий перехода на компетентностную парадигму при подготовке специалистов в высшей школе. Реализация междисциплинарных форм в рамках компетентностно ориентированных образовательных программ высшего профессионального образования позволяет обеспечить гарантированное качество подготовки квалифицированных инженерных кадров, востребованных инновационной экономикой России.

Список литературы

1. Буданов В.Г. Методология синергетики в постнеклассической науке и в образовании. - М.: ЛКИ/иИ88, 2007. - 232 с.

2. Солодова Е. А. Новые модели в системе образования: Синергетиче-ский подход: учеб. пособие / предисл. Г. Г. Малинецкого. - М.: ЛИБРОКОМ, 2012. - 344 с.

3. Управление образовательной деятельностью многопрофильного технического университета на основе негэнтропийного подхода: моногр. / А.Н. Данилов, В.Ю. Столбов, М.Б. Гитман, В.А. Харитонов. - Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2013. - 292 с.

4. Ефремова Н.Ф. Компетенции в образовании: формирование и оценивание. - М.: Национальное образование, 2012. - 416 с.

5. Матушкин Н.Н., Столбова И.Д. Роль междисциплинарного компонента образовательных программ, реализующих компетентностную парадигму // Инновации в образовании. - 2010. - № 4. - С. 4-16.

6. Подготовка кадров высшей квалификации: некоторые интеграционные механизмы / Н.Н. Матушкин, М. Гитман, В.Ю. Столбов, Е. Гитман // Высшее образование в России. - 2007. - № 1. - С. 119-127.

Получено 27.01.2015

V.Yu. Stolbov

INTERDISCIPLINARITY AS AN IMPORTANT COMPONENT OF THE MODERN ENGINEERING EDUCATION

The engineering education's modernization problem is analyzed in the age of the scientific paradigm's transformation. The new paradigm must provide an evolutionary transition from an industrial society to an information society which puts forward new requirements to the education system and the quality of engineer's. One of the modernization's principles is an interdisciplinary education, which requires improving the content of educational programs and the use of new educational technologies within the competence approach. The basic components of the modern multidisciplinary educational programs are shown and the role in engineering education is shown too.

Keywords: engineering education, scientific paradigm's transformation, interdisciplinary, competence approach.