Университет как инновационная площадка для подготовки способных к инноватике инженеров

Н. К. Нуриев, Л. Н. Журбенко, С. Д. Старыгина, О. Н. Зайцева

УНИВЕРСИТЕТ КАК ИННОВАЦИОННАЯ ПЛОЩАДКА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ СПОСОБНЫХ К ИННОВАТИКЕ ИНЖЕНЕРОВ

Ключевые слова: бизнес-команда, проект, проектно-конструктивные способности.

Для формирования инженера, способного к созданию инновационного продукта, требуется система подготовки нового типа. Сформированы основные требования к дидактическим системам, позволяющие достичь точку целеполагания в рамках университета.

Keywords: business-staff, project, design-constructive abilities.

The system of preparation of new type for formation of the engineer capable to creation of an innovative product is required. The basic requirements to the didactic systems are generated, allowing to reach the point of aim-basic within the limits of university.

Образовательная среда университета и ее эффективность. Рассмотрим следующую иерархическую структуру организации образовательной среды университета (рис.1).

Очевидно, для того, чтобы готовить способных к инноватике, т.е. к созданию инновационного продукта инженеров, образовательная среда университета должна быть все время в развитии. Из этого следует, что можно определить рамки требований к выпускни-кам-инженерам таким образом: в худшем случае выпускник этой среды должен удовлетворить потребности экономики социума на актуальный момент, а в лучшем случае - сам являться «творцом» развития общества в определенном направлении инженерии. Таким образом, в техногенном обществе состояние развития образовательной среды университе-

та во многом определяет темпы развития общества в целом. При этом дидактическая система ^-система) является «локомотивом» развития образовательной среды университета т.к. является непосредственным исполнителем реализующей подготовку способных к инноватике, конкурентоспособных в социуме инженеров. Разумеется, чтобы университет был лучшим (по критерию подготовки способных к инноватике инженеров), необходимо выполнение множества взаимосвязанных условий на разных иерархических уровнях университета как организации.

Проблемную ситуацию иерархической организации лучшего университета можно представить исходя из логики структурного системного анализа на «языке» диаграмм SADT (рис.2).

^У

Образов ательная среда университета УПРАВЛЕНИЕ ^У

Среда подготовки по направлению УПРАВЛЕНИЕ І У

ВХОД ВХОД Поток заказов на подготовку Способности Усвоенные к деятельности знания ВЫХОД ВЫХОД ВЫХОД

1(3)* Поток заказов на подготовку В развития Т Результат Результа Результат

с! Обучающиеся Э

и-сисіема

^ М(1) МЕХАНИЗМ

^ М(2) МЕХАНИЗМ

^ М

Рис. 2 - Организация образовательной среды университета

В модели (диаграмме) D-система (первый уровень в иерархии) рассматривается как средство подготовки способного к инноватике инженера, развивающегося по двум направлениям (способности к деятельности, усвоение знаний). Эффективность (параметр Э1) функционирования D-системы (среды подготовки по направлению) зависит от состояния факторов УПРАВЛЕНИЕ (класс параметров У(1)), МЕХАНИЗМ (класс параметров М(1)) и эффективности (параметр Э2) функционирования системы на более высоком иерархическом уровне и т.д., т.е. в данном случае эффективность (Э(система)) функционирования образовательной среды университета можно записать в двух вариантах движение по иерархии «снизу-вверх» и «сверху-вниз», т.е. Э (система) = Э1(У(1), М(1), Э2(У(2), М(2), Э3(У(3), М(3)))), Э (система) = Э3(У(3), М(3), Э2(У(2), М(2), Э1(У(1), М(1)))). Изначально возникает противоречие в понимании эффективности функционирования системы между «верхами» и «низами». Как правило, «верхи» абсолютизируют менеджерство, т.е. значение фактора УПРАВЛЕНИЕ, сводя его к директивному, и при этом пренебрегают значением «тонкого» фактора МЕХАНИЗМ, а «низы» наоборот. Разумеется, только сбалансированный учет и использование этих взаимосвязанных факторов на каждом иерархическом уровне ведет к точке целеполагания.

Рассмотрим проект D-системы нового поколения, на основе которой возможно организовать среду подготовки инженеров, способных к инноватике в определенном направлении деятельности. Исследования [1-6] показывают, что D-системы, организующие среду подготовки нового поколения, должны удовлетворять (минимум) следующим четырем требованиям.

D-системы должны быть открытыми развивающимися системами. В техногенном обществе возникает особая необходимость проектирования среды подготовки нового поколения в инженерном образовании, т. е. реализовать массовую подготовку инженеров, способных к инноватике на старых системах становится плохо решаемой проблемой. Попытка решить эту проблему только с помощью стандартов третьего поколения также вызывает сомнения, хотя новые стандарты необходимы, но из «старых» систем подготовки даже новыми стандартами требуемую эффективность получить маловероятно.

В этих условиях необходимы новые развивающиеся D-системы, реализующие массовую подготовку способных к инноватике в социуме инженеров, т.е. в проекте D-системы должна быть заложена программа пошагового развития самой системы, это означает, что на каждом этапе каждый прототип D-системы должен поддерживать требуемый уровень

Рис. 3 - Модель развития в университете среды подготовки инженера

Второе требование. D-системы, должны базироваться на комплексе подходов: зна-ниевом, деятельностном, компетентностном, параметрическом.

Опыт показывает, что абсолютизация определенного подхода в проектах, как правило, не дает требуемого эффекта. Проекты эффективных систем основываются на определенном комплексе подходов. При этом знаниевый подход в системах подготовки декларирует необходимость больших объемов усвоенных знаний. Деятельностный подход предполагает организацию обучения через деятельность по решению учебных проблем по нарастанию сложности в режиме предельных возможностей обучающегося. Реализация компетентностного подхода в дидактической системе предполагает обязательное достижение в результате подготовки в этой системе академической компетентности, т.е. усвоение знаний и развития способностей до уровня, позволяющего решать проблемы любой сложности, рассматриваемых в рамках системы подготовки. Сущность параметрического подхода объясним на примере. Когда мы говорим о технических средствах, например, о стиральной машине или автомобиле, то сразу начинаем интересоваться значениями их характеризующих параметров: количество оборотов и мощностью двигателя, весом, проходимостью, надежностью, габаритами и т.д. Очевидно, от значения этих параметров во многом зависит эффективность работы агрегата в целом.

Разумеется, каждый специалист (инженер, экономист и т.д.) также имеет вполне конкретный набор параметров со значениями, характеризующими его с точки зрения специалиста (комплекс характеристических параметров с конкретными значениями). Состояние этих параметров потенциально предопределяет эффективность результатов его труда.

Дидактика рассматривается как наука об обучении (в частности, деятельности), следовательно, при параметрическом подходе, задачей дидактики является выявление этих параметров, установления значений, при которых успех в деятельности будет гарантирован. Разумеется, все это необходимо, чтобы затем вести целенаправленную подготовку по развитию будущего специалиста в направлениях роста этих параметров до значений потенциально гарантирующих его успех. Очевидно, целью любой системы профессиональной подготовки является формирование специалиста, способного успешно решать проблемы требуемой сложности в определенной области деятельности (компетенции). При этом каждый подход предполагает свой вектор направления развития будущего инженера, и в то же время, их комплекс организует единую платформу Б-системы, в которой гармонично формируется этот инженер (рис.4). Таким образом, при параметрическом подходе предполагается выделение (идентификацию) необходимых направлений развития обучающегося и моделирование их через классы векторов со значениями, характеризующими состояние развития с их мониторингом.

Третье требование. Б-система должна быть системой с виртуальной составляющей или реально-

виртуальной дидактической (КУБ) системой. Б-система с виртуальной составляющей (с использованием дистанцион-

ных технологий), в целом, переводит Б-систему на новый качественный уровень с высокими значениями показателей эффективности (Э2). Спроектированная реальновиртуальная среда подготовки имеет свои технологии и предоставляет новые возможности для быстрого развития способностей, поддержки эффективной деятельности и усвоения знаний. ЯУБ-системы обладают большой гибкостью и адаптивностью, что дает им возможность поддерживать в развивающемся режиме дидактические процессы в университете и является мощным механизмом развития (повышения квалификации) преподавательского состава (специфика России). На рис.5 приводятся различные форматы организации реально-виртуальной среды. Формат Web виртуальной составляющей означает, что учебный материал (в основном в статике) представлен в Б-системе в электронном виде в сети. Формат Web2 означает интерактивный формат представления учебного материала и организации там учебной деятельности с девизом «обучающийся - обучая других». Как показывает практика, на настоящий момент значения показателей эффективности Э2 ЯУБ-систем с виртуальной составляющей Web2 значительно выше показателей эффективности других форматов подготовки, т.е. Э2>>Э1>Э3. Что касается Б-систем только с виртуальной составляющей, то они находятся в «бурном» развитии в направлении интеллектуализации и их эффективность на современном этапе в целом невысокая.

Четвертое требование. Б-система должна формировать среду опережающей подготовки (опережающего обучения). Для того, чтобы инженер был способен к инноватике в определенной области деятельности, а, следовательно, и конкурентоспособным, необходимо и, во многом, достаточно выполнение следующих условий: обладание большими объемами усвоенных и постоянно пополняемых профессионально-ориентированных знаний; владение высоким уровнем развития проектно-конструктивных (ПК) способностей и определенным профилем свойств характера.

Б-система нового поколения

і Знание к > вый Деятельно к і стный Ком ' т Параметрический петентностный

Рис. 4 - Системообразующий комплекс подходов, формирующих платформу Б-системы нового поколения

Преподаватель ^ Обучающиеся

Механизм (локомотив) развития преподавателя

База знаний

Методики преподавателя быстрого усвоения знаний

Методики преподавателя развития способностей в деятельности по решению проблем

Методики преподавателя диагностики состояния развития обучающегося и выработка механизмов и управляющих воздействий на этого обучающегося

База знаний 0

Методики преподавателя 0 интерактивные технолога быстрого усвоения знаний

Методики преподавателя 0 интерактивные технолога развития способностей в деятельности

Методики преподавателя 0 технологии диагностики и принятия решения

Квазиинтеллектуальные системы

Рис. 5 - Модели дидактических систем с виртуальной составляющей

Эти требования, записанные как требования к параметрам будущего инженера, приведены на рис.6.

Вопросам построения параметрического «портрета» инженера посвящены работы [2, 4, 6]. Очевидно, RVD-система, формирующая среду опережающей подготовки, должна обеспечить выполнение хотя бы двух первых условий, предъявленных к инженеру, т.е. за время подготовки в RVD-системе параметры профиля al, b1, cl, poll, chll должны вырасти до профиля с параметрами a2, b2, c2, pol2, chl2. В модели вектора A, B, C, POL, CHL показывают направление развития способностей (формализационных (А), конструктивных (В), исполнительских (С)) и освоения знаний (в полноте (POL) и целостности (CHL)).

На рис.7 приводится инвариантная структура организации любого прототипа RVD-системы, формирующая реально-виртуальную среду подготовки нового поколения.

Направление развития по совершенствованию и актуализации содержания учебного материала

Основные направления развития RVD-системы, заложенные в проекте

знаниевыи

Направление развития по совершенствованию технологий, обеспечивающих быстрый рост способностей по поддержке эффективной деятельности и усвоению знаний, технологий диагностики состояния развития

компетентностныи

деятельностный

пар аметрическии

Основные подходы, реализуемые в проекте (дидактической системе).

Рис. 7 - Инвариантная структура организации и направления развития RVD-системы

Литература

1. Дьяконов, Г.С. Подготовка инженера в реально-виртуальной среде опережающего обучения / Г.С.Дьяконов, В.М.Жураковский, В.Г.Иванов, В.В.Кондратьев, А.М.Кузнецов, Н.К. Нуриев. - Казань: Изд-во Казан. гос. технол. ун-та, 2009. - 404с.

2. Нуриев, Н.К. Модель подготовки инженера на основе компетентностного подхода и принципа

природосообразности (монография) / Н.К.Нуриев // Educational Technology & Society - 2009

(http://ifets.ieee.org/russian/periodical/joumal.html) - V.12. - N 1. - 62c. - ISSN 1436-4522.

3. Нуриев, Н.К. Двухуровневая образовательная система: благо или вред? / Н.К.Нуриев,

Л.Н.Журбенко, С.Д.Старыгина // Высшее образование в России. - 2008. - № 2. - С.83 - 91.

4. Нуриев, Н.К. Мониторинг качества подготовки будущего инженера (бакалавра, магистра в компетентностном формате): учебное пособие / Н.К.Нуриев, Л.Н.Журбенко, С.Д.Старыгина. - Казань: Изд-во Казан. гос. технол. ун-та, 2007. - 80с.

5. Нуриев, Н.К. Системный анализ деятельности инженера / Н.К.Нуриев, Л.Н.Журбенко, С.Д.Старыгина. - Казань, Изд-во Казан. гос. технол. ун-та, 2008. - 88с.

6. Нуриев, Н.К. Подготовка инженеров в компетентностном формате (бакалавров, магистров в компетенции «информационные технологии»): учебное пособие / Н.К.Нуриев, С.Д.Старыгина, В.К.Сафина. - Казань: Изд-во Казан. гос. технол. ун-та, 2007. - 290с.

© Н. К. Нуриев - д-р пед. наук, проф., зав. каф. ИПМ КГТУ; Л. Н. Журбенко - д-р пед. наук, проф. каф. высшей математики КГТУ; С. Д. Старыгина - канд. пед. наук, доцент каф. ИПМ.; О. Н. Зайцева - ассистент каф. ИПМ КГТУ, svetacd_kazan@mail.ru