Организация непрерывной учебно-исследовательской деятельности студентов при выполнении дипломного проекта

ОРГАНИЗАЦИЯ НЕПРЕРЫВНОЙ УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СТУДЕНТОВ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА

Г.М. Гринберг, М.В. Лукьяненко, Н.И. Пак

В современном вузе образовательная и научная деятельность должны составлять единое целое. Необходимо создавать условия для реализации Болонского принципа интеграции науки, образования и жизни. В этой связи необходим проективный принцип управления качеством образовательного процесса, НИР, НИРС, воспитательной работой, информатизацией и другими процессами. Проективная стратегия деятельности по проектированию и реализации программ и проектов всех процессов предполагает использование коллективного разума и коллективных искусственных источников информации на основе коллективных действий.

Целью данной статьи является определение принципов и условий организации учебно-исследовательской деятельности студентов при выполнении дипломного проекта.

Вовлечение студентов в непрерывную научную и проектную деятельность должно быть естественным, и их деятельность должна носить фундаментальный и прикладной характер в учебном процессе. Главной мерой подготовленности выпускника вуза является качество содержания его выпускной квалификационной работы (ВКР).

ВКР является «краеугольным камнем» системы высшего образования. Уровень качества выполненной ВКР и форма ее подачи на защите позволяют судить о готовности каждого выпускника к самостоятельной деятельности и о степени его профессиональной зрелости в конкретной профессиональной области. В зависимости от конкретных условий деятельности студентов выпускные квалификационные работы выполняются в виде дипломного проекта (ДП), дипломной работы (ДР) или магистерской диссертации (МД). В процессе выполнения этих работ решаются следующие задачи:

— углублённого изучения студентами одной из отраслей общественных знаний;

— систематизации, закрепления и расширения имеющихся теоретических знаний и практических умений по специальности, полученных в период обучения;

— углубления знаний и накопления опыта в области проектирования, расчета и конструирования, а также применения этих знаний при решении конкретных задач;

— формирования умений применять теоретические знания при решении поставленных вопросов, а также умений составлять и технически грамотно оформлять результаты проделанной работы;

— формирования умений использовать справочную, нормативную и правовую документацию, выполнять и читать технические документы (схемы, чертежи, алгоритмы и т. п.);

— развития творческой инициативы, самостоятельности, ответственности и организованности;

— овладения, развития и закрепления навыков самостоятельной работы и применения полученных знаний при решении конкретных профессиональных задач.

Мы считаем, что к перечисленным выше необходимо добавить умение работать в команде и выполнять функции руководителя.

Таким образом, дипломное проектирование необходимо рассматривать как важную часть всей системы практической подготовки студентов, которая представляет собой одну из предметных областей и один из видов определенным образом организованной образовательной деятельности.

Для формирования тематик ВКР разрабатывается комплексная программа исследований кафедр вуза. ВКР может являться частью комплексных НИР, выполнение которых возможно в интеграции с другими специальностями, вузами.

Нужен новый формат ВКР, в котором предусматривается структура, отражающая любой исследовательский процесс как информационный: новое знание; основные знания базовых дисциплин, дисциплин специальности, прикладной аспект, теоретический и экспериментальный аспекты и исследования.

Креативной формой организации труда является коллективная работа. Используя данную форму, можно достичь более высоких результатов по сравнению с индивидуальными усилиями каждого отдельного участника. Необходимость коллектива и коллективной работы неоспорима, так, по мнению Я. Флеминга, «коллективы имеют потенциал, обеспечивающий совокупность способностей, опыта и дисциплины, что является обязательным для нашего времени перемен».

Обучение — это труд, и высокая мотивация к нему осознается при реализации полученных знаний в какой-либо, с одной стороны, практической и полезной, а с другой — коллективной, деятельности. Отсюда вытекает одна из форм организации дипломного проектирования — комплексный (групповой) дипломный проект. Комплексный дипломный проект выполняется по данной теме несколькими студентами, каждый из которых разрабатывает самостоятельно определенную часть устройства, прибора, системы и т. п.

Еще одним вариантом организации ВКР является сквозное дипломное проектирование, которое предполагает выполнение студентами учебно-исследовательской работы, расчетно-графических заданий (РГЗ), курсовых работ (КР) и курсовых проектов (КП), перерастающих затем в ДП (ДР). В этом случае курсовая работа и курсовой проект представляют собой подготовительные этапы выпускной квалификационной работы и могут стать ее составной частью (разделом, главой). Выполнение курсовых проектов и работ прививает студентам навыки самостоятельного решения частных задач, используемых в последующем при выполнении ВКР.

По нашему мнению, целесообразно по каждой ВКР создавать временный творческий студенческий коллектив под руководством дипломника. Студенты с

младших курсов вовлекаются в НИР кафедр вуза через выполнение элементов проектов дипломных работ старшекурсников, защищая курсовые работы и проекты, дипломник как наставник помогает студентам своей группы осваивать дисциплины, их же он привлекает к выполнению работ по своей ВКР. Научный руководитель выступает в роли консультанта для всей группы, организует условия для успешной деятельности группы.

Новая концепция НИРС подразумевает перестройку учебного процесса. Обучение осуществляется уже не только по горизонтали (по параллелям, курсам), но и по вертикали! Возникает проект полного инновационного цикла.

По мнению А.М. Новикова, принципиально важным для дидактики является вопрос о распределении учебной деятельности во времени, т. е. об организации ее временной структуры. Организацию учебного процесса в современном звучании целесообразно рассматривать в логике проектов как конкретных завершенных циклов учебной деятельности [Новиков].

Проект — это «ограниченное во времени целенаправленное изменение отдельной системы с установленными требованиями к качеству результатов, возможными рамками расхода средств и ресурсов и специфической организацией» [Бурков, Новиков 1997].

С позиций обучающегося учебно-образовательными проектами являются в современной интерпретации образовательные программы, которые разрабатываются на основании государственного образовательного стандарта. Программы высшего профессионального образования охватывают достаточно длительные отрезки времени и для обучающегося являются полными, завершенными циклами учебной деятельности. То есть образовательная программа отвечает всем признакам проекта [Новиков].

Конструирование учебно-образовательного проекта должно включать в себя два этапа - декомпозиции и агрегирования (композиции).

Декомпозиция — процесс разделения общей цели проектируемой системы — образовательной программы — на отдельные подцели — задачи. Декомпозиция в иерархических системах предусматривает разделение общей цели на подцели (задачи), те, в свою очередь, разделяются на подзадачи и т. д., то есть выстраивается так называемое дерево целей (задач) — выстраивается, соответственно, иерархия проектов.

Декомпозиция образовательных программ осуществляется по разным основаниям:

— по времени. Нормативно установленный срок обучения разбивается на учебные годы, те, в свою очередь, на четверти или семестры, далее — учебные недели, учебные дни, учебные занятия;

— по циклам обучения: теоретическое обучение, практическое обучение, учебное проектирование;

— по дисциплинам (учебным курсам), те, в свою очередь, разделяются по разделам, разделы — по темам, темы — по отдельным занятиям и т. д. В общем случае деление заканчивается минимальной неделимой «единицей» учебного процесса — учебной задачей.

Подавляющее большинство образовательных технологий ограничивает общение студентов между собой, тем более с преподавателями в процессе учебной де-

ятельности. При таком подходе взаимодействие индивидов образовательного процесса происходит в основном по горизонтали, когда статус этих индивидов одинаков (в коллективе они определяются как одногруппники, однокурсники). Следовательно, они имеют примерно одинаковый уровень подготовки, изучают одно и то же в одно и то же время под руководством одних и тех же преподавателей на протяжении одинакового для всех периода времени. В этом случае не подразумевается взаимодействие индивидов, имеющих разный статус, которое должно происходить по вертикали.

Современная система образования должна обеспечить условия для развития у обучаемого умений и навыков ставить задачи, моделировать, оптимизировать, принимать решения в условиях неопределенности, учить умению добывать знания. В этой связи во многих случаях, особенно в прикладных предметных областях, целесообразно использовать нелинейные модели. Элементы обучения по подобному пути развиты в аналитических школах развивающего, проблемноориентированного направлений. Здесь обучение осуществляется по схеме:

цель - задача - исследование - знание - контроль.

Таким образом, главной особенностью нелинейных технологий выступает проблема постановки учебных целей и задач по предметной области.

Для многих дисциплин наиболее адекватной их специфике нелинейной технологией обучения является параллельный способ обучения.

Термин параллельное обучение введен нами по аналогии с понятием «параллельная обработка информации» в кибернетике, обозначающим технологию увеличения скорости и объема обработки информации за счет распараллеливания процессов [Пак 2004].

Организация параллельного обучения возможна с помощью нескольких подходов, один из которых предусматривает создание рабочих мини-групп студентов в рамках организованной проектной деятельности при решении одной комплексной задачи. Решение комплексной задачи распадается на относительно независимые этапы, которые распределяются между студентами. Каждый студент (или группа студентов) параллельно отрабатывает свой раздел, составляющий часть общего для всех проекта, и в результате коллектив успешно справляется со сложным и объемным методом за непродолжительное время. Во время обмена промежуточными результатами, подведения итогов, обсуждения найденного решения алгоритм метода решения задачи в целом прочно усваивается всеми студентами.

Таким образом, использование параллельного способа обучения позволяет существенно сократить время выполнения задания, увеличить объем выполненных работ за заданное время, что способствует повышению производительности учебного труда студентов.

По используемой аналогии с понятиями из кибернетики получаем «конвейерную систему» решения общей цели проектируемой системы, разделенной на отдельные подцели - задачи, которые, в свою очередь, могут быть разделены на подзадачи и т. д. Для студентов при таком методе обучения, когда происходит глубокое распараллеливание выполнения учебных заданий на физическом уровне, сохраняется принцип систематичности и последовательности в обучении на логическом уровне.

Опыт организации дипломного проектирования по второму варианту сквозного дипломного проектирования, приведенный в книге [Сысоев и др. 2002], предполагает выполнение студентом учебно-исследовательской работы, расчетно-графических заданий (РГЗ), курсовых работ (КР) и курсовых проектов (КП), перерастающих затем в ДП (ДР). По мнению авторов, спорным остается вопрос о сроках выдачи студенту темы ДП. Чем раньше студент начнет работать над проблемой, поставленной перед ним при дипломном проектировании, тем качество проекта будет значительно выше, а студент на базе творческой работы приобретает навыки инженера. При этом конкретная задача может решаться не однократно, а многостадийно, постепенно увеличивая объем наработанных материалов посредством выполнения лабораторных, практических и курсовых работ, а также курсовых проектов. Большую роль при этом играет инженерно-производственная подготовка.

Опыт выполнения дипломного проекта с первого семестра IV курса показал, что последовательная разработка частей проекта позволяет его руководителю привлечь к консультации большое число высококвалифицированных специалистов, а студенту творчески осмыслить пути поэтапного решения задач, поставленных при дипломном проектировании. Кроме того, сокращаются сроки при выполнении проекта в период дипломного проектирования и дипломники своевременно готовы к его защите.

При всех достоинствах описанного варианта организации дипломного проектирования, он не может быть широко использован. Причины ограничения его использования, на наш взгляд, заключаются в следующем.

Ранее подчеркивалось, что тема ВКР по возможности должна определяться с учётом реальных нужд производства и предусматривать полное или частичное применение в научных и прикладных разработках вуза или производства. При сквозном дипломном проектировании студент будет выполнять задание в течение 2,5-3 лет, последовательно обучаясь на IV - V - VI курсах. В действительности требуется, чтобы с момента формулирования технического задания на проектирование до момента применения разработки в производстве прошло как можно меньше времени. Поэтому темами для дипломных проектов, направленных на практическое использование, должны быть проблемы сегодняшнего, а не вчерашнего дня.

Проектное обучение - это комплексный метод обучения, гибкая модель организации учебного процесса, ориентированная на самореализацию личности студента путём развития его интеллектуальных и физических возможностей, волевых качеств и творческих способностей. Проектное обучение позволяет индивидуализировать учебный процесс как по отдельным дисциплинам, так и по комплексу дисциплин специальности или направления; даёт возможность студенту в полной мере проявить творчество при выполнении учебных заданий и самостоятельность в планировании, организации и контроле своей деятельности [Лукьяненко и др. 2006].

Метод проектного обучения всегда предусматривает решение какой-либо проблемы. А решение проблемы предусматривает, с одной стороны, использование совокупности разнообразных методов и средств обучения, а с другой - необходимость интегрирования знаний и умений из различных областей науки и

техники. Результаты выполненных проектов должны иметь конкретный результат, готовый к внедрению.

Таким образом, проектное обучение в вузе обладает многими психолого-педа-гогическими свойствами, влияющими в процессе обучения на развитие коммуникативных качеств, самостоятельности, навыков познания, формирования научного мировоззрения, обеспечивающими приобретение прочных и глубоких знаний по специальности.

Учитывая положительные стороны сквозного дипломного проектирования и проектного обучения, а также имеющийся на кафедре систем автоматического управления (САУ) опыт организации дипломного проектирования [Гринберг 2006], нами предлагается последнее организовывать в форме учебной проектной деятельности студентов разных курсов.

Рассмотрим предлагаемый вариант организации дипломного проектирования на примере выполнения ДП студентами кафедры САУ. В период разработки ДП студентами VI курса студенты II, III и IV курсов изучают связанные с соответствующими разделами ДП учебные дисциплины и выполняют по ним курсовые проекты, курсовые работы и расчетно-графические задания, тематика которых может быть задана сходной с тематикой ДП. В этом случае студенты II, III, IV и VI курсов могут быть объединены в команду, работающую над решением одной комплексной задачи.

Научный руководитель помогает выпускнику организовать коллективную работу команды над решением отдельных подзадач. Роль студентов младших курсов в дипломном проектировании незначительна - они учатся у старших коллег деятельности по данному дипломному проекту, а также получают от них помощь в предметной подготовке и при выполнении своих курсовых проектов, заданий. В свою очередь, выпускники заинтересованы в оказании консультаций младшекурсникам, поскольку выполняемые ими работы являются частью их дипломного проекта. В этой связи преподаватели кафедры мотивированы на формирование таких тематик ВКР, которые носят комплексный характер и позволяют вовлечь студентов разных курсов.

При организации дипломного проектирования по предлагаемой схеме реализуется системный подход к управлению качеством подготовки специалистов в вузе, основными принципами которого являются:

- ориентация в преподавании каждой дисциплины на конечные цели подготовки специалистов, на формирование у них целостной системы профессиональных знаний;

- организация междисциплинарной интеграции процесса обучения;

- активизация процесса обучения, переход от преимущественно информационного преподавания к проблемному, развитие в ходе учебных занятий творческих способностей будущих специалистов, формирование у них высокой культуры самостоятельного научного и профессионального мышления;

- слияние теоретического обучения с практическим, укрепление связи учебного процесса с производством.

Таким образом, предлагаемая концепция организации НИРС в вузе позволяет:

- улучшить организацию дипломного проектирования, положительно влияющую на результативность выполнения дипломных проектов, оптимизиро-

вать (в том числе и увеличить) их содержательную часть как в отношении глубины проработки, так и в отношении объема проекта;

— повысить качество выполнения дипломных проектов, тем самым повысив качество последующего использования выпускающей кафедрой или организа-цией-заказчиком материалов и результатов дипломного проектирования.

Кроме того, организация дипломного проектирования по предлагаемой схеме создает благоприятные условия и открывает возможности для:

— проявления творческой энергии и трудовой активности как всего, хотя и маленького, коллектива, так и каждого его участника, ускорения роста квалификации и приобретения профессиональных навыков;

— развития чувство коллективизма, товарищества, взаимной помощи, требовательности и долга за выполнение учебного задания;

— сокращения времени, необходимого преподавателям для консультирования студентов по второстепенным вопросам, и они могут больше времени и внимания уделить студентам в решении основных задач проектирования.

Библиографический список

1. Бурков, В.Н. Как управлять проектами [Текст] / В.Н. Бурков, Д.А. Новиков. - М.: Синтег - ГЕО, 1997.

2. Гринберг, Г.М. Об опыте применения активных методов обучения [Текст] / Г.М. Гринберг // Современное образование: традиции и новации: материалы всероссийской научно-методической конференции. Россия. Томск, 2-3 февраля 2006 г. — Томск: Томск. гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 2006. — С. 10—11.

3. Лукьяненко, М.В. Проектное обучение в техническом вузе [Текст] / М.В. Лукьяненко, Г.М. Гринберг, Н.И. Пак // Проблемы повышения качества подготовки специалистов: науч.-метод. сборник / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. — Красноярск, 2006. — С. 312-320.

4. Новиков, А.М. Учебная задача как дидактическая категория [Электронный ресурс] / А.М. Новиков. — Сайт академика А.М. Новикова www.anovikov.ru/met_sys.htm.

5. Пак, Н.И. Нелинейные технологии обучения в условиях информатизации: монография [Текст] / Н.И. Пак. — Красноярск: РИО КГПУ, 2004. — 224 с.

6. Сысоев, С.К. Особенности дипломного проектирования по машиностроительным специальностям [Текст] / С.К. Сысоев, А.С. Сысоев, П.А. Снетков // САКС-2002: тез. докл. междунар. науч.-практ. конф. (6—7 дек. 2002, Красноярск) / СибГАУ. — Красноярск, 2002. — С. 395—396.

оо