Опыт проектно-организованного обучения на фундаментальной основе

ниям реальной экономики, их адаптации к условиям производства, а также для решения ряда других вопросов. Университеты как естественные региональные интеграторы развивающихся процессов образуют ядро таких комплексов [3].

Созданная в вузах Рособразования отраслевая система содействия трудоустройству выпускников, в центре которой находятся региональные ЦСТВ, вносит свой вклад в решение общегосударственной задачи обеспечения квалифицированными специалистами отдельных предприятий, регионов и отраслей российской промышленности. Она также может способствовать формированию системы объективного, независимого внешнего контроля качества получаемых студентами и выпускниками вузов знаний, а также созданию различных форм общественного влияния на процессы, протекающие в самой высшей школе, и управлению ими. Она вносит свой

вклад в решение таких масштабных задач, как повышение конкурентоспособности российской высшей школы, ее эффективное взаимодействие с рынком труда, предотвращение отрыва структуры, содержания и качества подготовки специалистов от запросов реальной экономики.

Литература

1. См.: Илясов Е.П. Организационные и ме-

тодические основы создания и функционирования государственной системы содействия трудоустройству и занятости выпускников учреждений профессионального образования. - М., 2004.

2. См.: Хохлов А., Стронгин Р., Грудзинский

А. Проектно-ориентированный университет // Высшее образование в России. -2002. - №2.

3. См.: Стронгин Р.Г., Гурбатов С.Н, Пет-

ров А.В. Взаимодействие с работодателями. Интегрирующая роль университета. - Н. Новгород, 2007.

Г. ЕРОФЕЕВА, профессор Ю. КРЮЧКОВ, профессор Ю. ТЮРИН, профессор И. ЧЕРНОВ, профессор Томский политехнический университет

Инновационные веяния в университетском образовании связаны с многоуровневой системой подготовки выпускников, созданием системы элитного образования, внедрением инновационных методов в образовательный процесс и т.д. Инновационный подход к инженерному образованию в Томском политехническом университете представлен созданием и развитием бакалаврских и магистерских образовательных программ по перспективным направления науки.

Одно из них связано с развитием водородной энергетики. Человечество вступает в эпоху новой энергетической стратегии. Анализ ситуации показывает, что сегодня

Опыт проектно-организованного обучения на

фундаментальной основе

только производство водорода и его последующее сжигание в электрохимических топливных элементах и двигателях внутреннего сгорания может комплексно решить проблемы, связанные с большими выбросами углерода в атмосферу. Поэтому все промышленно развитые страны мира активно движутся к освоению данной технологической парадигмы. В последние годы наблюдается стремительный рост инвестиций в эту область.

Опережающая подготовка специалистов в области материаловедения водородной энергетики осуществляется в ТПУ на кафедре общей физики факультета естественных наук и математики (ЕНМФ). Сотрудники

кафедры помимо обучения студентов по курсу общей физики осуществляют подготовку бакалавров по направлению 010700 «Физика» и магистров по программе «Физика конденсированного состояния».

Модернизированная магистерская программа разработана на основе компетент-ностного подхода, кредитной оценки результатов обучения в целом и отдельных дисциплин в частности (наибольшие кредиты имеют компетенции, основанные на способностях к самостоятельной творческой деятельности, и формирующие их дисциплины). Ядро концепции составляет положение об учете интересов выпускника и работодателя.

Образовательная программа предусматривает глубокую естественно-научную и математическую подготовку. Магистр владеет профессиональными знаниями в области методов ядерного анализа твердого тела, изотопного, химического анализа и структурного анализа методами атомной физики, широким спектром знаний о дефектах в твердых телах, сформированными компетенциями по применению полученных знаний для решения нечетко определенных задач в нестандартных ситуациях. Это позволяет выпускнику работать в инновационных направлениях научных исследований, связанных с водородной энергетикой, нанотех-нологиями, атомной энергетикой и др.

Особенности будущей деятельности наших выпускников обусловливают междисциплинарный характер обучения студентов. Специфика учебного процесса в техническом университете состоит в практической направленности изучаемых дисциплин, при этом физика представляет собой фундаментальную основу дисциплин технического направления (электротехники, микроэлектроники, материаловедения, сопротивления материалов, прикладной механики, теоретической механики, геофизики и др.).

Глубокие естественно-научные знания формируются благодаря разработке и внедрению в учебный процесс основных со-ставляющихконцепции обучения физике в

техническом университете. Ядро концепции составляют общенаучные дидактические и частно-методические принципы конструирования физического образования, а также деятельностный, контекстный, проект-но-организованный, проблемно-ориентированный и личностно-ориентированный подходы. К основным концептуальным положениям относятся следующие.

1. Учебный процесс в техническом университете следует рассматривать с позиций системного подхода, при котором взаимосвязанные и взаимозависимые дисциплины учебных планов направлений и специальностей технического университета образуют систему, одним из центральных элементов которой являются новые информационные технологии (НИТ), другим - согласованные программы дисциплин учебного плана.

2. Методическая система обучения физике на основе применения НИТ должна встраиваться в общую систему обучения студентов технического университета как ее составная часть. Предполагается использование НИТ на всех видах занятий по физике: лекциях, практических и лабораторных занятиях и при самостоятельной работе студентов.

3. Структурно-функциональный состав системы обучения физике (цели, содержание, принципы, методы, формы, средства, контроль знаний) рассматривается с учетом направлений модернизации российского образования, психолого-педагогических подходов, общенаучных, частно-методических и дидактических принципов создания методических систем.

4. Информатизация обучения физике в техническом университете не является самоцелью, а должна служить целям фун-даментализации, профессиональной направленности, индивидуализации обучения и в конечном счете должна быть направлена на формирование компетенций студентов технического университета в соответствии с требованиями ГОС.

Благодаря внедрению проблемно-ориен-

тированного и проектно-организованного обучения формируются компетенции в проектировании научныхисследований, проведении экономического расчета, маркетингового прогнозирования и менеджмента разработанного проекта. Способность к выполнению научных исследований развивается у магистрантов в процессе работы в Институте физики прочности и материаловедения СО РАН, Институте сильноточной электроники СО РАН, Институте ядерной физики СО РАН, НИИ при ТПУ.

Инновационный подход к подготовке инженеров в ТПУ привел к созданию системы элитного технического образования (ЭТО) как одного из признаков инновационного университета.

Как отмечается в литературе, подготовка элитных специалистов является «наиболее эффективным инструментом» [1, с.37] решения задач обеспечения рынка труда специалистами высокого класса, способными создавать новую технику и технологии. Набор студентов на ЭТО (первый состоялся в 2004 г.) проходит в два этапа. Предварительный отборкандидатов (в августе) осуществляется по результатам вступительных экзаменов, далее составляется список слушателей, которым от имени ректора рассылаются предложения принять участие во втором этапе. Конкурсный отбор проходит в первую неделю сентября в форме тестирования. Тестовые задания по физике и математике призваны оценить творческий потенциал конкурсанта: общий уровень интеллекта, логическое мышление, способность применять знания на практике, уровень культурного развития и кругозор. Отбор студентов осуществляется по общему рейтингу без учета принадлежности к какому-либо факультету или институту.

В течение двух лет студенты ЭТО проходят углубленную физико-математическую подготовку. Начиная с третьего курса они включаются в научно-исследовательскую работу в форме проектно-организо-ванного обучения, продолжают осваивать дисциплины фундаментальной подготовки,

которые формируются по предложениям выпускающих кафедр, изучают экономику, менеджмент и маркетинг применительно к проектно-организованному обучению. В течение 5-8-го семестров студенты проходят этап профессиональной подготовки к инновационной деятельности (формирование команд и обучение работе в командах). В рамках Летней и Зимней школ реализуется дополнительная образовательная программа (во внеаудиторное время), предусматривающая языковое поликультурное погружение. В ее задачи входит:

• сформировать иноязычную среду посредством привлечения студентов к разным формам академического сотрудничества и межличностного взаимодействия в группах, командах;

• сформировать начальные навыки работы в команде, обеспечивая коллективное взаимодействие средствами иностранного языка;

• получить навыки межкультурной коммуникации в сфере делового общения;

• организовать проектную деятельность, создав условия для самореализации студентов средствами иностранного языка;

• развить умения критического дедуктивного мышления (поиск недостающего элемента при решении задачи, построение причинно-следственных цепочек и т.д.).

Студенты, выбравшие обучение на ЭТО, имеют хорошие базовые знания, амбициозны в хорошем смысле слова и будут соотносить организацию учебного процесса на традиционном и элитном направлениях. Прежде всего, обучающийся должен отметить для себя нацеленность всего учебного процесса на решение поставленной перед ним задачи - в совершенстве овладеть триединством: профессия - компьютер - иностранный язык. Такая направленность учебного процесса предполагает формирование указанных на рис. 1 компетенций выпускника элитного образования.

В учебных планах и рабочих программах дисциплин элитного образования учтен и преодолен традиционный изъян сис-

Рис. 1. Формирование компетенций темы профессионального образования - отсутствие «связанности » знаний в одно целое. Ключ к решению проблемы лежит в интеграции, поиске общих для фундамен-тализации и профессионализации оснований, в переходе к системной организации знаний и выявлении того инварианта, в котором был бы представлен «генетический код» их развития. Кроме того, университетская программа элитного образования, основываясь на базисе знаний средней школы, не повторяет, а развивает ее, в отличие от традиционной схемы обучения. Валео-логичность достижения результатов обучения тесно связана с арсеналом продуктивных и сберегающих силы обучаемых технологий, где большое внимание уделяется организации самостоятельной работы студентов. Необходимо предусмотреть подготовку образовательных ресурсов в среде WebCT, доступ к ним студентов и взаимодействие студентов с преподавателями. Наличие компьютерного класса с соответствующим кадровым составом, программным и методическим обеспечением является одним из главных ресурсов, обеспечивающих учебный процесс. Необходимо предусмотреть разработку и внедрение специализированных лабораторных установок для проектно-организованного и проблемно-ориентированного обучения.

студентов элитного образования

Существенным фактором, определяющим успешное функционирование системы ЭТО, становится взаимодействие студентов со специальными кафедрами, куда они придут обучаться после окончания естественно-научной подготовки, конечно, при наличии уэтих кафедр стратегических партнеров, готовых разместить заказ на опережающую подготовку элитных специалистов и команд-профессионалов мирового уровня. Такое взаимодействие может быть организовано уже на младших курсах на основе привлечения студентов к научной работе преподавателей кафедр, которые могут быть наставниками будущих научныхработников. На факультете естественных наук и математики разработана методическая система образовательного процесса технического университета, которая используется в том числе в системе элитного технического образования. Она включает:

• учебники и учебные пособия по естественно-научным дисциплинам и математике, в которых отражены современные достижения естественных наук;

• методику интеграции дисциплин учебного плана;

• лекционные курсы в режиме презентации;

• лабораторный практикум по физи-

ке, соответствующий международным образовательным стандартам;

• методику внедрения проектно-ори-ентированного обучения;

• интерактивные обучающие системы по физике и математике;

• банк контрольно-измерительных материалов, сертифицированных и готовящихся к сертификации, для тематического, текущего, рубежного тестирования студентов;

• методику включения научных достижений преподавателей в учебный процесс;

• комплекс научных исследований по ядерно-физическим методам анализа и по свойствам неравновесных систем водород - металл.

Итак, на ЕНМФ в течение последних лет создана комплексная информационная среда в системе фундаментальной подготовки элитных специалистов, которая позволяет создать естественно-научный образовательный центр, ориентированный на разработку, с привлечением отечественных и зарубежных стратегических партнеров, инновационных магистерских программ подготовки и переподготовки специалистов. Эти программы предполагают получение двух дипломов - российского и зарубежного партнера - и нацелены на развитие научных исследований в области физики конденсированного состояния (включая наноматериа-лы), водородной энергетики и плазменных технологий, а также на формирование условий для кадрового обеспечения экологической и энергетической безопасности современного общества.

«На рынке образовательных услуг в настоящее время все больше ценятся не только высококвалифицированные специалисты, но и всесторонне грамотные творческие личности, которые сами «добывают» необходимые знания и на их основе порождают новые. Именно такие гармонично развитые специалисты приносят своим фирмам наибольшую прибыль, а потому наиболее востребованы на рынке труда» [2, с. 3]. «Покупателя» - работодателя прежде всего интересуют способности выпускника

применять знания при решении практических задач производства, создании новых конкурентоспособных устройств и технологий, т.е. профессиональные компетенции будущего работника.

Попытки готовить таких специалистов и привеликпересмотрутрадиционныхметодов обучения, к появлению инновационных способов и подходов, в том числе связанных с Болонским процессом. Широкий спектр применения проектно-организованного обучения, на наш взгляд, обусловлен возможностями, которые обеспечиваются при использовании этого метода в учебном процессе:

♦ совместное применение с проблемно-ориентированным обучением (проблема ставится на лекции, расчет проводится на практическом занятии или самостоятельно с группой студентов, частичная или полная экспериментальная проверка осуществляется на оборудовании для выполнения проектов при соответствующей темам проектов постановке проблем);

♦ применение естественно-научных и математических знаний при решении реальных задач в нестандартных ситуациях и формирование профессиональных компетенций уже на младших курсах [3];

♦ применение компетентностного, личностно-ориентированного подходов и контекстного обучения в их единстве;

♦ междисциплинарный характер обучения.

Последнее обусловлено спецификой учебного процесса в техническом университете. Она состоит в практической направленности изучаемых дисциплин, при этом физика представляет собой фундаментальную основу дисциплин технического направления, она также связана с дисциплинами гуманитарного и социально-экономического циклов (философией, историей, экономикой и др.). Таким образом, физика в техническом университете является основой взаимосвязи дисциплин. Выявив физическую основу проекта, а также ее связи с другими дисциплинами (например, математикой и химией) и дисциплинами направ-

ления, команда студентов может выполнить структурную и конструкторскую части проекта. Учитывая вышесказанное, структура проекта может быть выстроена следующим образом.

1. Анкетирование студентов и формирование команд, а также выявление лидеров команд, распределение студентов по группам на основе личностно-ориентиро-ванного метода.

2. Представление наиболее интересных для студентов сторон выполнения проекта (теоретические знания и практические навыки, материальная заинтересованность при доведении проекта или научных исследований до результата, востребованного заказчиками и др.).

3. Распределение команд по проектам.

4. Постановка целей, задач проектов и создание условий для мотивации студентов (разрабатываются совместно преподавателями и разработчиками тем проектов, в качестве которых могут выступать сотрудники выпускающих кафедр).

5. Выявление физико-химических основ проектов, а также связей физико-химических основ с дисциплинами направления при тьюторском участии преподавателя.

6. Планирование содержания проекта и распределение обязанностей между членами команды.

7. Разработка содержания проекта, его теоретическое описание. Здесь возможны два варианта:

♦ содержание проекта и теоретическое описание разрабатываются преподавателями;

♦ содержание проекта и теоретическое описание разрабатываются студентами, обсуждаются в команде и утверждаются преподавателями.

8. Составление лидерами проектов расписания проверок результатов работы команд.

9. Обсуждение конструкторской части проекта и ее утверждение.

10. Расчетная часть и моделирование отдельных деталей проекта.

11. Обсуждение результатов расчета и моделирования.

12. Выбор конструкционных материалов.

13. Экономический расчет и маркетинговое прогнозирование.

14. Практическая реализация проекта и его испытание; уточнение описания проекта.

15. Защита проекта.

16. Подготовка статьи или доклада на студенческой конференции, а также участие в грантах.

Работа над проектами позволяет сформировать универсальные компетенции (общенаучные, инструментальные, социально-личностные и общекультурные), а также профессиональные компетенции (благодаря установлению научной основы проекта и связей дисциплин направления с тематикой проекта, а также практическим навы-кам,полученным в ходе экспериментов и при изготовлении устройств).

Результаты работы над проектами могут быть использованы в курсовой, выпускной и дипломной работах студентов или стать ее частью.

Особенно результативным проектно-организованное обучение оказывается в сравнительно новом направлении иннова-ционныхобразовательных программ технических университетов - элитном техническом образовании. Успешность и эффективность работы над проектами во многом обеспечиваются способностями поступающих на ЭТО студентов, их более высокими естественно-научными знаниями, хорошо развитым логическим мышлением и умением применять знания на практике.

Литература

1. Чучалин А., Минин М, Сафьянников И.

Актуальные вопросы подготовки преподавательских кадров в техническом университете // Высшее образование в России. - 2008. - №5.

2. Манушин Э, Добряков А. Модель подго-

товки элитного специалиста // Высшее образование в России. - 2007. - №8.

3. См.: Ларионов В.В., Писаренко С.Б. Про-

ектно-ориентированное обучение физике в системе открытого образования // Открытое образование. - 2007. - № 4.