Инновационное инженерное образование

Юрий Похолков Ректор Томского политехнического университета

Российская высшая школа переживает не лучшие времена. Более десятка лет она находится в состоянии стресса из-за недостатка средств и непрерывного реформирования, модернизации и т.д., а в настоящее время из-за правовой неопределенности. При этом зачастую разговоров о реформах больше, чем реальных позитивных изменений. Есть мнение, что ничего менять не надо, российское высшее образование, по-прежнему, является лучшим в мире.

Одним из лучших в мире действительно является российское высшее образование в области математики и естественных наук  физики, химии, биологии. Российское инженерное образование также богато традициями фундаментальной подготовки специалистов. Однако, в последнее время это богатство «на уровне знаний» все чаще реализуется нашими специалистами «на уровне умений» за рубежом, зарубежные фирмы используют интеллектуальный потенциал России для развития своего бизнеса и извлечения прибыли.

В эпоху индустриального общества основой технологического развития была фундаментальная наука. На базе нее создавались прикладные научные знания, используемые на практике. На этом принципе формировался и подход к инженерному образованию, широко используемый в настоящее время. Его суть заключается в том, что студентам вначале предлагается изучить математику и естественно-научные дисциплины, такие как физика и химия. При этом мало говорится о том, где и как можно и нужно использовать их на практике. Затем студентам предлагаются общеинженерные и специальные дисциплины, как прикладные науки, также, в основном, на уровне знаний без особых требований к их творческому использованию в реальном деле. Таким образом, создается солидная база знаний выпускника, позволяющая ему долгие годы работать и осваивать смежные области. Обычно недостатком такого подхода к инженерному образованию является то, что в результате выпускник «может многое знать, но далеко не все умеет делать».

Образование, как область социальной деятельности, должно опережать в своем развитии другие формы активности людей, особенно их хозяйственную деятельность. Исключение должна составлять только наука, и, прежде всего, фундаментальная, которая всегда была и будет главным источником наполнения «образовательного потенциала».

Опережающее профессиональное образование направлено на развитие у человека природной предрасположенности к получению знаний и переходу от концептуального осмысления действительности к решению прикладных социальных, управленческих, организационных, технологических задач.

Подготовку, переподготовку и повышение квалификации специалистов для инновационной экономики призвана решить система инновационного инженерного образования.

Система инновационного инженерного образования  это целенаправленное формирование определенных знаний, умений и методологической культуры, а также комплексная подготовка и воспитание специалистов в области техники и технологии к инновационной инженерной деятельности за счет соответствующего содержания, методов обучения и наукоемких образовательных технологий с использованием:

¤ мировых информационных ресурсов и баз знаний, с ориентацией на лучшие отечественные и зарубежные аналоги образовательных программ (бенчмаркинг);

¤ международной аккредитации образовательных программ, позволяющих обеспечить их конкурентоспособность на мировом рынке;

¤ предпринимательских идей в содержании курсов;

¤ проблемно ориентированного междисциплинарного подхода к изучению естественных и технических наук;

¤ активных методов, «контекстного обучения» и «обучения на основе опыта»;

¤ методов, основанных на изучении практики (case studies);

¤ проектно-организованных технологий обучения работе в команде над комплексным решением практических инженерных задач.

Специалист в сфере инновационной экономики  профессионал, способный комплексно сочетать исследовательскую, проектную и предпринимательскую деятельность, ориентированную на создание высокоэффективных производящих структур, стимулирующих рост и развитие различных сфер социальной деятельности.

В соответствии с приведенным определением это специалист, создатель интеллектуальных ценностей, способный реализовать их и на этой основе создать новые материальные ценности, а также обеспечить превращение последних в конкурентоспособный товар. Это специалист заряженный, на победу своей продукции на мировом рынке.

Характерная особенность системы знаний специалиста этого класса заключается в прочном естественнонаучном, математическом и мировоззренческом фундаменте знаний, широте междисциплинарных системно-интегративных знаний о природе, обществе, мышлении, а также высоком уровне обще-профессиональных и специально-профессиональных знаний, обеспечивающих деятельность в проблемных ситуациях.

Для подготовки специалистов  профессионалов сегодня является общепризнанным, что традиционное понимание профессионального образования как усвоения определенной суммы знаний, основанного на преподавании фиксированных предметов, является явно недостаточным и более того существенным тормозом на пути формирования нового стиля мышления инженера. Основой образования должны стать не столько учебные предметы, сколько способы мышления и деятельности, т.е. процедуры рефлексивного характера. Знания и методы познания, а также деятельности необходимо соединить в органическую целостность.

Характерной особенностью образования для специалиста в области инновационной экономики должен стать высокий уровень методологической культуры, превосходное, творческое владение методами познания и деятельности.

Причем не только методами классического естествознания, ориентированными на поиск единственного решения, но и формирование и широкое внедрение в образовательную культуру многокритериальной постановки и решения инновационных проблем, поиском множества вариантов решения задач, методов системного подхода к выбору оптимальных решений удовлетворения потребностей пользователей.

Выпускники инновационного университета ориентированы не только на поиски работы на рынке интеллектуального труда, но и способны успешно выступать в роли предпринимателей и создателей новых рабочих мест.

Перестройка содержания образования подготовки такого рода специалистов требует в первую очередь фундаментализации содержания образования, обеспечения формирования у специалистов инновационного мышления и специальной подготовки по трансферу технологий, причем эти требования в равной мере относятся к исследовательской, проектировочной и предпринимательской деятельности подготовки специалиста.

Фундаментализация содержания образования достигается расширением и углублением междисциплинарных знаний специалиста, ориентированных на решение проблемных ситуаций в научной, проектировочной и предпринимательской деятельности; повышением уровня сформированности методов познавательной, профессиональной, коммуникативной и аксиологической деятельности; обеспечением синтеза естественнонаучного и гуманитарного знания и переходом к комплексным критериям продуктивности, эффективности и качества деятельности; способностью расширения научного базиса социально-профессиональной деятельности за счет её методологизации, генерализации и различных видов моделирования.

Важными составляющими содержания образования должен стать учебный материал и образовательные технологии, создающие условия для формирования инновационного мышления: многокритериальная постановка и решение проблем, нелинейное мышление, устойчивые навыки владения информационной культурой и др.

Необходимым элементом подготовки специалистов для инновационной экономики должны стать специальная подготовка по трансферу технологий, включающей усвоение знаний и формирование методов системного проектирования программирования роста и развития, стратегического менеджмента и маркетинга предпринимательской деятельности, формирование научных основ трансфера технологий, овладение методами и средствами межкультурной коммуникации.

Устойчивые тенденции мирового развития связанные с формированием постиндустриального общества, как нового жизненного уклада, базирующегося на знании, оказывают существенное влияние на образовательные технологии.

Достаточно интенсивно происходит смена образовательной парадигмы и достойным ответом на постиндустриальный вызов в сфере образования выступают наукоемкие образовательные технологии.

Наукоемкая образовательная технология  это рациональный научно-обоснованный способ достижения поставленных целей усвоения знаний, формирования методов познания и деятельности, саморазвития и самореализации, обеспечивающий высокую производительность учебного и педагогического труда, стимулирующий эффективность и качество совместной деятельности студентов и педагогов с дидактическим материалом в условиях высоко технологичной дидактической инфраструктуры.

Для эффективной подготовки специалистов решающее значение имеет поиск и создание нетрадиционных технологических социальных и педагогических решений, использование идей и принципиально новых «высоких», обеспечивающих многократное повышение эффективности педагогического и учебного труда, технологий, создание технологий «производства талантов».

Превращение системы инженерного образования в сферу освоения способов познавательной и инженерной деятельности, коммуникативной, и инженерной и предпринимательской культуры меняет коренным образом представление о вузе с его учебно-воспитательным процессом. Важнейшим направлением развития инженерного образования и трансформации его в инновационное образование является специальная организация работы студента на протяжении всей учебы в вузе в комплексных полидисциплинарных практико-ориентированных коллективах, органическое включение студентов в активную творческую деятельность, обеспечение их массового участия в исследовательской и инженерной работе, создание целеориентированных форм обучения. Все это должно создать предпосылки эволюционного перехода в инженерном образовании от учебно-образовательного к научно-образовательному процессу.

В связи со сказанным выше развивается новый подход к инженерному образованию. Уже в первый год обучения студентам показывают связь предлагаемого учебного материала с их будущей инженерной деятельностью, перспективами технического, технологического, экономического и социального развития общества. Такой педагогический прием позволяет выработать у студентов столь необходимую мотивацию к обучению, большую восприимчивость к теории при освоении ее через практику.

¤ Одним из перспективных методов, используемых в инновационном инженерном образовании, является «контекстное обучение», когда мотивация к усвоению знания достигается путем выстраивания отношений между конкретным знанием и его применением. Этот метод является достаточно эффективным, так как аспект применения является для студентов критически важным. Не менее важным является «обучение на основе опыта», когда студенты имеют возможность ассоциировать свой собственный опыт с предметом изучения. Данные методы считаются методами активного обучения, поскольку в центре внимания находится студент, приобретающий знания через деятельность и на основе опыта.

¤ Проблемно-ориентированный подход к обучению позволяет сфокусировать внимание студентов на анализе и разрешении какой-либо конкретной проблемной ситуации, что становится отправной точкой в процессе обучения. При этом иногда важно не столько решить проблему, сколько грамотно ее поставить и сформулировать. Проблемная ситуация максимально мотивирует студентов осознанно получать знания, необходимые для ее решения. Междисциплинарный подход к обучению позволяет научить студентов самостоятельно «добывать» знания из разных областей, группировать их и концентрировать в контексте конкретной решаемой задачи.

¤ Весьма эффективным и перспективным является использование так называемых «case-studies» методов, основанных на анализе реальных жизненных ситуаций в инженерной практике, менеджменте, организации производства и выработке соответствующих предложений и решений.

¤ Особую значимость в инновационном инженерном образовании имеют проектно-организованные технологии обучения работе в команде (целевые, ролевые, творческие группы). При этом создаются условия, практически полностью соответствующие реальной инженерной деятельности, и, таким образом, студенты приобретают опыт комплексного решения задачи инженерного проектирования с распределением функций и ответственности между членами коллектива.

Методы инновационного инженерного образования применяются в отечественных и зарубежных университетах в разной степени и в различных сочетаниях. Весьма показательным является пример Aalborg University. В этом университете эксперимент по реорганизации процесса подготовки инженеров начался более четверти века назад. Учебные планы, программы и методы подготовки специалистов в области техники и технологии были коренным образом пересмотрены.

Первый год обучения студентов по программе, соответствующей подготовке бакалавров, посвящен усвоению фундаментальных знаний из области естественных наук и математики, а также овладению компьютером и изучением иностранного языка. При этом широко используются активные методы, и у студентов формируется проблемно-ориентированная методологическая культура. В течение двух последующих лет применяется междисциплинарный «know-how» подход к обучению, в центре внимания которого находится самостоятельная работа студентов над выполнением индивидуальных и групповых проектов в каждом семестре. Длительность проекта на определенную тему составляет один семестр. В учебном плане на выполнение проекта отводится 50% времени. Остальные 50 % времени студенты изучают курсы, связанные с проектом (25% времени) и не связанные с ним (25% времени). В течение двух лет обучения студентов по программе, соответствующей подготовке магистров, учебным планом предусматривается изучение специальных курсов с использованием «know-why» подхода и подготовка диссертации, в которой выполняются исследования, как правило, связанные с комплексом работ в рамках группового проекта на реальную тему.

Томский политехнический университет начал эксперимент по использованию методов инновационного инженерного образования в своей деятельности по подготовке специалистов в области техники и технологии. Для этого создан творческий коллектив из преподавателей  новаторов, который изучил российский и зарубежный опыт, выполнил проект в рамках Комплексной программы совершенствования образовательной деятельности и разработал концепцию применения рассмотренных выше методов инновационного инженерного образования в университете. В 2003/04 учебном году начался эксперимент по внедрению на ряде факультетов методов проблемно-ориентированного междисциплинарного обучения и выполнения комплексных групповых курсовых и дипломных проектов. Тем более что в прежние годы в Томском политехническом институте уже существовала такая практика.

Для перехода к действительно инновационному инженерному образованию следует выполнить ряд условий:

¤ обновить его содержание на базе знаний из мировых информационных ресурсов,

¤ использовать принцип «бенчмаркинга»  выявить лучшие российские и зарубежные аналоги образовательных программ и сориентироваться на них,

¤ интегрировать предпринимательские идеи в содержание курсов,

¤ ввести кредитно-накопительную систему оценки образовательных программ для лучшей организации учебного процесса,

¤ усовершенствовать рейтинговую систему, дополнив ее современной системой тестирования и внешнего контроля за освоением образовательных программ.

И последнее условие, которое по степени важности является первым, инновационное образование может дать только то высшее учебное заведение, преподаватели и сотрудники которого сами активно занимаются инновационной деятельностью.

Консорциум в составе Томский политехнический университет, Университет Heriot-Watt (Эдинбург, Великобритания) при поддержке нефтяной компании ЮКОС впервые в России организовал и успешно реализовал проект подготовки специалистов по нефтяному инжинирингу.

Особенностями проекта являются:

¤ Комплексный подход: теоретические знания в области геологии, геофизики, бурения, разработки, техники и технологии добычи, экономики.

¤ Навыки инженерного проектирования командой исполнителей.

¤ Исследовательская работа по конкретной проблеме разработки месторождений.

¤ Лекции читают профессора университета Heriot-Watt и преподаватели ТПУ.

¤ Обучение с использованием компьютерного и программного обеспечения Schlumberger.

Цели проекта:

¤ Подготовка высококвалифицированных специалистов со степенью магистра мирового уровня в области нефтегазового дела для нефтегазовой отрасли России.

¤ Подготовка комплексных команд с навыками и умениями составлять проекты разработки месторождений нефти и газа.

Подготовка проводится в организованном для реализации этого проекта Центре профессиональной переподготовки специалистов нефтегазового дела. Обучение современным технологиям разработки месторождений выполняется с отрывом от производства в течение 12 месяцев по методическим разработкам университета Heriot-Watt и преподавателями университета, прошедшими специальную трехмесячную стажировку в Эдинбурге. Слушатели, успешно прошедшие переподготовку, наряду с дипломом ТПУ, получают степень магистра или диплом университета Heriot-Watt, имеющих международный статус.

Курс состоит из 4-х семестров. В течение двух семестров (октябрь-март) слушатели получают базовую подготовку по геологии, геофизике, разработке, моделированию, добыче, бурению и экономике.

Практические задания по этим дисциплинам слушатели выполняют в компьютерных классах с использованием программного обеспечения Geoframe, Eclipse, Drilling Office, Merak.

В течение третьего семестра (апрель-июнь) слушатели, объединенные в команды, выполняют проекты разработки реальных месторождений России.

В четвертом семестре слушатели выполняют индивидуальные исследовательские проекты.

Из выпускников трех наборов для работы в Центре оставлены пять слушателей. Остальные выпускники работают в нефтяной компании ЮКОС.

Следующим шагом в направлении развития инновационного образования стало создание в апреле 2002г. в университете Международного центра программ МВА (магистра в области делового администрирования). Центр дает возможность российским и иностранным менеджерам получить современное бизнес-образование и степень МВА (Master of Business Administration), учитывающие особенности подготовки профессиональных менеджеров в различных странах.

Для того, чтобы дать менеджерам возможность получить образование по той программе МВА, которую они считают для себя наиболее подходящей, Центр устанавливает контакты с университетами и бизнес  школами различных стран. В настоящее время подписан договор о подготовке МВА с Эдинбургской школой бизнеса университета Heriot-Watt (Великобритания), в стадии подготовки находятся договора с Jones International University (США) и консорциумом National Technological University, объединяющим 52 американских университета, ведутся переговоры с университетом г. Карлсруэ (Германия) и университетом Баккони (Италия).

Слушатели, прошедшие обучение в Центре, будут получать два диплома: диплом МВА соответствующего западного университета и диплом о профессиональной переподготовке Томского политехнического университета.

Основное преимущество выпускников программ МВА, независимо от того, какой университет или бизнес-школу они закончили, состоит в том, что все они мыслят одними и теми же категориями, говорят на одном и том же языке бизнеса, они «настроены на одну и ту же волну». Это существенно повышает эффективность взаимодействия руководителей и подчиненных, эффективность совместной работы менеджеров, позволяет менеджерам разных компаний или компаний расположенных в разных странах понимать друг друга с полуслова, быстро и взаимовыгодно решать возникающие проблемы.

В современную эпоху глобализации экономических, политических и социальных процессов выпускники программ МВА становятся ключевым звеном, интегрирующим многообразие мировых деловых культур.