Потенциал модульного учебного плана в реализации стандартов CDIO

ПОТЕНЦИАЛ МОДУЛЬНОГО УЧЕБНОГО ПЛАНА В РЕАЛИЗАЦИИ СТАНДАРТОВ CDIO

THE POTENTIAL OF MODULE CURRICULUM IN CDIO STANDARTS IMPLEMENTATION

СИ. Осипова, Н.В. Гафурова, С.М. Бутакова S.I. Osipova, N.V. Gafurova, S.M. Butakova

Международная инициатива CDЮ, инженерное образование, основная образовательная программа, учебный план, модульный подход, компетентност-ный подход, образовательные результаты, принцип обратного дизайна, базовые компетенции, проектировочно-внедренческая компетенция. В статье представлен авторский подход к построению учебного плана подготовки инженерных кадров по направлению «Металлургия» в идеологии ОйЮ, сочетающий интегративную образовательную программу и дифференцированные модули учебного плана в условиях отказа от дисциплинарного способа его представления. Обозначены преимущества реализации модульной системы построения интегрированного учебного плана в организации образовательного процесса и в управлении им. Для целенаправленного формирования предметных и личностных компетенций студентов предлагается для каждого модуля определить базовые компетенции, формируемые в нем, и компетенции, поддерживаемые в деятельности студентов, но являющиеся базовыми для других модулей.

Сибирский федеральный университет с 2013 года реализует идеологию всемирной инициативы CDЮ в образовательных программах по двум направлениям подготовки: Металлургия, Теплотехника и теплоэнергетика, которые являются широко распространенными и востребованными в промышленном секторе Сибирского федерального округа Российской Федерации. Настоящая статья посвящена особенностям структуры и реализации учебного плана по направлению «Металлургия» в рамках идеологии CDЮ.

Модернизация профессионального образования по направлению Металлургия ориентируется на новую социокультурную и технико-экономическую реальность, определяющими

International initiative of CDIO, engineering education, basic educational program, curriculum, module approach, competency-based approach, learning outcomes, a principle of reverse design, basic competences, project implementation competence. The article presents the author's approach to making up the curriculum for engineering students majoring in Metallurgy according to CDIO ideology, which includes the integrative educational program and differentiated modules of the curriculum in the context of a non-disciplinary way of its presentation. Besides, the article defines the advantages of the implementation of the module system in making up an integrated curriculum while organizing and running the educational process. For the purposeful formation of subject and personal competences of students the article offers to define basic competences formed within each module, as well as the competences maintained in the course of students activity and considered to be basic for other modules too.

факторами которой являются: высокий темп обновления знаний в технике и технологии; развитие производственной сферы быстрыми темпами; информатизация всех сторон жизнедеятельности общества; процессы глобализации, открывающие беспрецедентные возможности человека в выборе жизненных стратегий в условиях расширяющегося образовательного многообразия; новый субъект образования как представитель цифрового поколения; необходимость реализации компетентност-ной модели для усиления профессионально-технологическойнаправленностиобразователь-ного процесса [Гафурова, Осипова, 2013, с. 138; Гафурова, Осипова, Степанова, 2013, с. 1420; Вайнштейн и др., 2015, с. 28].

<С £

tí pq

0

ь

к

1 W m Е-

U

CL

<

о ^ о о

о я

3

ш Е-

S

О

Рч

W

13

о §

к

о W :г s

ъ

I—

<с п

W

с

S

д

н

U

W М

Разработка основной образовательной программы (ООП) по направлению Металлургия опирается на нормативные документы, отечественный опыт и международные инициативы: Федеральный закон от 29.12.2012 № 273-Ф3 «Об образовании в Российской Федерации»; Концепцию долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года (З.З Развитие образования); Рамочные стандарты аккредитации инженерных программ EUR - ACE (EURopean Accredited Engineer; Европейский Аккредитованный Инженер); Всемирную инициативу CDIO (Conceive - Design -Implement - Operate, т.е. Придумывай - Разрабатывай - Внедряй - Управляй).

Первый стандарт Всемирной инициативы CDIO ориентирует на формирование основ инженерной деятельности в контексте полного технологического цикла изготовления изделия [Всемирная инициатива..., 2011, с. 5]. Это определяет концептуальную интеграцию основной образовательной программы, которая представляет собой модуль высшего уровня, ориентированный на интегрированный и проверяемый результат, заданный в виде компетентностной модели выпускника, с определенной трудоемкостью его достижения и соответствующим учебно-методическим обеспечением, сохраняющими целостность образовательного процесса подготовки кадров.

В то же время традиционная дисциплинар-ность учебного плана входит в противоречие с комплексностью и междисциплинарностью задач, решаемых в профессиональной деятельности. Важность и значимость преодоления пред-метоцентризма в обучении Ю.В. Сенько и М.Н. Фроловская связывают с преодолением технократизма в образовании [Сенько, Фроловская, 2009, с. 53].

Необходимость отказа от дисциплинарного способа представления учебного плана с сохранением интеграции содержания образования для формирования схожих по содержанию компетенций, целесообразное выделение гуманитарных, естественнонаучных, общепрофессиональных и профессиональных образовательных областей по направлению Метал-

лургия повлекло за собой разбиение ООП «Металлургия» на семь модулей: гуманитарный (68 ЗЕ), естественнонаучный (41 ЗЕ), введение в инжиниринг (24 ЗЕ), инженерный (16 ЗЕ), учебно-производственный (42 ЗЕ), металлургический (33 ЗЕ), специальный (7 ЗЕ).

Использование концепции обратного дизайна, задающего логику проектирования образовательного процесса от результатов образования (РО) к содержанию и технологиям, обеспечивает достижение планируемых результатов обучения в логике: результаты образования, сформулированные в виде компетенций ^ оценивающие мероприятия и диагностические методики, позволяющие определить уровень достижения проектируемых результатов образования ^ деятельность студента, обеспечивающая формирование заданных результатов образования ^ содержание учебного материала и образовательные технологии, соответствующие поставленным целям модуля.

Новый стандарт направления Металлургия определил необходимость формирования 37 компетенций, из которых: 8 - общекультурных (ОК), 9 - общепрофессиональных (ОПК) и 20 профессиональных (ПК) [ФГОС ВО, 2015].

Различие содержания самих компетенций, а также специфические особенности выделенных нами модулей ставят задачу распределения формируемых компетенций по модулям учебного плана(УП)для создания целесообразныхусловий, способствующих их формированию. Понятно, что например, ОК компетенции, формирующие soft-skills (мягкие навыки), реализуемые в социальном взаимодействии, являются базовыми, определяющими результаты обучения для гуманитарного блока дисциплин. Для естественнонаучного модуля базовыми компетенциями в соответствии с ФГОС ВО «Металлургия» являются: ПК-1 (способность к анализу и синтезу); ПК-2 (способность выбирать методы исследования, планировать и проводить необходимые эксперименты, интерпретировать результаты и делать выводы); ПК-3 (готовность использовать физико-математический аппарат для решения задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности); ПК-4 (готовность

использовать основные понятия, законы и модели термодинамики, химической кинетики, переноса тепла и массы); ПК-5 (способность выбирать и применять соответствующие методы моделирования физических, химических и технологических процессов).

Дополнительными компетенциями для всего учебного процесса на весь период обучения являются: командная компетенция (Syllabus 3.1; ОК-4); коммуникативная компетенция (Syllabus 3.2; ОК-3)); информационная компетенция (Syllabus 2.2.2; ПК-8, ПК-15); проектировочно-внедренческая компетенция (Syllabus 4.3-4.5; ПК-14, ПК-6); способность к анализу и синтезу (Syllabus 2.1-2.4; ПК-1).

Кроме того, считаем важным акцентировать внимание преподавателя на базовых компетен-

циях для конкретной дисциплины. Совместная работа преподавателей дисциплин естественнонаучного модуля позволила выявить базовые компетенции для дисциплин модуля: математика - ПК-1, ПК-3; физика - ПК-1, ПК-2, ПК-3; теплофизика - ПК-1, ПК-4, ПК-5; химия, физическая химия - ПК-2, ПК-4.

Такой взгляд на каждый модуль дает возможность сконцентрироваться преподавателю не только на предметных и базовых компетенциях, но и на дополнительных компетентностях, формирующихся средствами и содержанием соответствующей предметной области.

В приведенной табл. раскрыто содержание процесса формирования базовых компетенций в рамках дисциплины «Математика» в логике обратного дизайна.

РО

Оценивающие мероприятия диагностики

Деятельность студента

Содержание, педагогические технологии

ПК-1 - способность к анализу и синтезу. Syllabus 2.1; 2.4

Представление продуктов интеллектуальной деятельности (карты-схемы, ментальные карты, алгоритмы решения задач, справочники терминов). Письменный опрос студентов по теоретическим вопросам с элементами самоконтроля и взаимоконтроля

Систематизирует и обобщает теоретический материал в форме ментальной карты, опорных сигналов, карт-схем. Разрабатывает алгоритмы решения задач.

Формулирует совместно с преподавателем понятия по характеристикам определяемого объекта

Все разделы дисциплины «Математика»;

активные методы

ПК-3 - готовность использовать физико-математический аппарат для решения задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности. Syllabus 2.2; 2.3

Оценка сформированно-сти предметных компетенций по результатам решения задач с профессиональным содержанием

Осуществляет построение математической модели исследуемых металлургических процессов по табличной информации средствами регрессионного анализа. Выдает рекомендации по оптимизации технологии металлургических процессов в случае исследования их по математическим моделям.

Строит графики, характеризующие исследуемые металлургические процессы для их визуального представления

Математическая статистика;

организация и планирование эксперимента;

все разделы дисциплины «Математика» при решении практико-ориентированных и профессионально-направленных задач; исследовательская деятельность

Аналогично представляется процесс формирования этих компетенций в других дисциплинах модуля. Окончательно имеем обобщенную картину по формированию соответствующей компетенции в рамках всего модуля, уровень которой

повышается за счет освоения способов деятельности студентами в разных дисциплинах модуля.

Опыт реализации модульного подхода в представлении содержания учебного плана направления Металлургия позволяет выделить его

преимущества в организации образовательного процесса: обеспечивается четкое и системное структурирование содержания образования; устраняется дублирование учебного материала на основе его согласования со всеми дисциплинами модуля; осуществляется внутримодуль-ная интеграция с другими модулями по алгоритму РО-требования; определяется рациональное планирование учебного процесса по освоению модуля в последовательности и преемственности изучения разделов, тем, дисциплин; формируется системное (целевое) мышление студентов за счет устранения предметной расчлененности и мозаичности содержания учебного материала в предметном виде; формируется команда ответственных за определенный модуль преподавателей, усиливается их личностное взаимодействие.

Принципиально новым для инженерной образовательной программы является модуль «Введение в инжиниринг», ориентированный на формирование hard skills (профессиональных навыков) будущего инженера. Необходимость выделения этого модуля определяется стандартами 1 и 4 CDIO, задающих одну из целей инженерного образования: формирование у студента проектировочно-внедренческой компетенции (ПВК). Содержание модуля «Введение в инжиниринг» опирается на понимание инжиниринга как совокупности интеллектуальных видов деятельности, ориентированных на получение оптимальных результатов в рамках имеющихся ресурсов, связанных с реализацией полного технологического цикла создания продуктов и систем, осуществление конструкторских работ по ее созданию и внедрению в производство. Модуль «Введение в инжиниринг» является системообразующим, обеспечивающим методологию формирования ПВК. При обосновании структуры и содержания дисциплины «Введение в инжиниринг» исходим, во-первых, из необходимости обеспечения формирования компонентов ПВК, во-вторых, необходимой и достаточной трудоемкости каждого модуля, в-третьих, целесообразной последовательности модулей и места их в учебном плане.

В учебном плане подготовки бакалавров по инновационной ООП в идеологии CDIO института цветных металлов и материаловедения дисциплина «Введение в инжиниринг» представлена в составе и последовательности шести модулей: введение в инженерное дело («История металлургии», «Введение в инженерную деятельность», «Научные основы интеллектуальной деятельности»); информационные ресурсы («Стратегия изучения источников», «Структурирование информации», «Корректное заимствование», «Оформление текстов, докладов и статей»); профессиональная культура («Психология», «Язык делового общения»); методы инженерного проектирования; ТРИЗ; стратегическое управление технологиями (общие принципы инжиниринга).

Такое построение дисциплины «Введение в инжиниринг» позволяет, во-первых, выполнить ценностно-смысловую функцию посредством формирования у будущего бакалавра понимания смысла и значимости инженерной деятельности, роли и ответственности инженера, влияния инженерной деятельности на общество и окружающую среду, современных отношений в мире техники и технологии, во-вторых, осуществляя методологическое сопровождение процесса формирования ПВК, выполнить системообразующую функцию, синтезируя на методологическом уровне опыт практической проектной деятельности, приобретаемой студентами в ходе профессиональной подготовки.

Модульный подход в организации содержания учебного плана, кроме отмеченных выше преимуществ, позволяет повысить управляемость образовательным процессом путем перехода к реализации так называемого иерархического управления. В условиях модульного подхода руководитель ООП управляет руководителями модулей, которые в подчинении имеют несколько преподавателей данного модуля. Функционал руководителей модуля включает ответственность за качество образовательного процесса в соответствии с требованиями идеологии CDIO (подготовки выпускника к осуществлению полного технологического цикла изготовления изделия за счет деятельностного подхода в об-

учении, использования активных методов обучения, интеграции в образовательных областях, широкого внедрения проектной деятельности, развития личностных и межличностных компетенций); кадровую и учебно-методическую обеспеченность учебного процесса.

Целесообразность реализации модульного подхода в построении учебного плана подтверждена качественными показателями академической успешности студентов, их активностью в проектной деятельности и других внеаудиторных мероприятиях.

Библиографический список

1. Вайнштейн Ю.В, Шершнева В.А., Сафонов К.В. Обучение дискретной математике в условиях реализации всемирной идеологии CDЮ // Вестник КГПУ им. В.П. Астафьева. 2015. № 4 (34). С. 27-30.

2. Всемирная инициатива CDЮ: международный семинар по вопросам инновации и реформированию инженерного образования:

материалы для участников семинара / пер. С.В. Шикалова; под ред. Н.М. Золотаревой и А.Ю. Умарова. М.: Изд. Дом МИСиС, 2011. 60 с.

3. Гафурова Н.В., Осипова С.И. Металлургическое образование на основе идеологии CDЮ // Высшее образование в России. 2013. № 12. С. 137-139.

4. Гафурова Н.В., Осипова С.И., Степанова Т.Н. Базовые идеи модернизации профессионального образования направления «Металлургия» // Фундаментальные исследования. 2013. № 11-7. С. 1418-1422.

5. Сенько Ю.В., Фроловская М.Н. Эволюция профессионального образа мира педагога // Педагогика. 2009. № 2. С. 50-55.

6. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования [ФГОС ВО] по направлению подготовки 22.03.02 Металлургия (уровень бакалавриата) / Утвержден Приказом Минобрнауки России от 31.12.2015 № 40510. URL: http://fgosvo.ru

<С £

и

т

0

ь

к

1 м ш Е-

и о-

о ^ о о

О Й

3

ш Е-

к

о

Рч

м

13

0

1 к

«

о

м ^

ь

и

<с «

м с

д

н и

щ м