автореферат и диссертация по педагогике 13.00.08 для написания научной статьи или работы на тему: Экспертный семинар как форма реализации целей проблемно-ориентированного обучения специалистов в области техники и технологии

Автореферат диссертации по теме "Экспертный семинар как форма реализации целей проблемно-ориентированного обучения специалистов в области техники и технологии"

На правах рукописи

Толкачева Ксеиия Константиновна

ЭКСПЕРТНЫЙ СЕМИНАР КАК ФОРМА РЕАЛИЗАЦИИ ЦЕЛЕЙ ПРОБЛЕМИО-ОРИЕИТИРОВАПНОГО ОБУЧЕНИЯ СПЕЦИАЛИСТОВ В ОБЛАСТИ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ

13.00.08 - теория и методика профессионального образования

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

11 НОЯ 2015

Казань-2015

005564227

Работа выполнена в федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Похолков Юрий Петрович

Официальные оппоненты: Моисеев Василии Борисович

доктор педагогических наук, профессор, федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пензенский государственный технологический университет» Сафин Раис Семигуллович доктор педагогических наук, профессор, федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Казанский государственный архитектурно-строительный университет», заведующий кафедрой профессионального обучения, педагогию! и социологии

Ведущая организация: Федеральное государственное образовательное

учреждение высшего профессионального образования «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)»

Защита состоится «2» декабря 2015г. в 14.00 часов на заседании совета Д212.080.04 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук при ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет» (420015, г. Казань, ул. К.Маркса, 68, зал заседаний Ученого Совета — каб.ЗЗО)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет» и на сайте vvww.kstu.ru

Автореферат разослан октября 2015г.

Ученый секретарь диссертационного совета Старшинова Татьяна

Д 212.080.04 / Александровна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Стремление России занять достойное место в международной системе разделения труда не представляется возможным без опережающей подготовки специалистов в области техники и технологии, способных решать задачи инновационного развития России и учитывающих не только текущие потребности, но и перспективные запросы промышленности и общества в целом. Это означает необходимость формирования у будущих инженеров набора компетенций, позволяющих ставить и решать новые задачи, предлагать инновационные инженерные решения.

Руководствуясь требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (ФГОС ВПО), вузы определяют набор ключевых компетенций (профессиональных и общекультурных), которыми должен обладать выпускник в результате успешного освоения образовательной программы, в том числе с ориентацией на потребности рынка труда. Однако представители промышленности выражают неудовлетворенность качеством подготовки современных инженеров, отмечая недостаточный уровень сформированности ключевых компетенций, что не позволяет выпускникам вузов приступить к выполнению комплексной инженерной деятельности без длительного периода адаптации. Несмотря на применение компетентностного подхода при разработке образовательных программ, используемые образовательные технологии, как правило, не отвечают потребностям сегодняшнего дня и не позволяют сформировать у будущих специалистов компетенции на уровне, необходимом для победы в конкурентной борьбе.

Анализ научных трудов отечественных и зарубежных авторов показал, что проблемам подготовки современного инженера посвящено много исследований. Различные подходы к определению набора ключевых компетенций отражены в исследованиях И.А.Зимней, А.В.Хуторского, А.А.Рыбакова, НЛ.Гончаровой, Т.Е.Исаевой, Л.М.Спенсера, Т.Теодореску, К.Киин и др. Вопросы повышения качества высшего профессионального образования рассмотрены в трудах В.П.Бес-палько, А.И.Байденко, А.А.Вербицкого, А.А.Добрякова, В.В.Ищенко, В.Б.Моисеева, Ю.П.Похолкова, В.М.Приходько, Н.А.Селезневой, В.А.Сластенина, А.И.Су-бетто, В.Д.Шадрикова и др.

Проблемы содержания и различные аспекты проектирования инженерных образовательных программ рассмотрены в работах В.А.Болотова, Б.С.Гершунского, Л.И.Гурье, В.В.Краевского, И.ЯЛернера, А.А.Кирсанова, В.Г.Иванова, А.М.Кочне-ва, Г.Н.Стайнова, В.П.Сухинина, Ю.Г.Татура, И.А.Халиуллина, А.И.Чучалина и др. Проблемы методологии инженерной и педагогической деятельности изучены А.А.Вербицким, В.Р.Взятышевым, А.А.Кирсановым, В.В.Кондратьевым, В.В.Кра-евским, А.М.Новиковым и др. Развитию современных образовательных технологий

з

посвятили свои труды В.П.Беспалько, М.Г.Минин, А.М.Новиков, И.В.Роберт, Н.А.Алексеева, Г.Н.Сериков, Ф.Т.Шагеева, И.СЛкиманская, Вим Гийселаер, Дон Маргестон, Ховард Барроус и др.

Анализ трудов российских и зарубежных ученых позволил выявить целый ряд вызовов, с которыми в последние годы столкнулось российское инженерное образование, наиболее острыми среди них являются:

• повышение требований работодателей к качеству подготовки специалистов;

• необходимость формирования у учащихся компетенций, позволяющих видеть, выявлять и решать проблемы в специальной и междисциплинарной областях профессиональной деятельности;

• необходимость обучения студентов с разным уровнем предварительной подготовки и мотивации к обучению;

• необходимость усиления деятельностной части образовательного процесса и вовлеченности обучающихся в образовательный процесс.

Обобщение результатов исследований позволило отметить недостаточную степень разработанности теоретических положений и практических рекомендаций по выбору и применению образовательных технологий, педагогических приемов и методов, позволяющих ответить на вызовы, посылаемые системе образования внешней и внутренней средой.

Таким образом, актуальность исследования вызвана обострением противоречий:

• между ожидаемыми результатами обучения специалистов в области техники и технологии и применяемыми в вузах образовательными технологиями, недостаточными для подготовки современного конкурентоспособного инженера;

• между требованиями работодателей и качеством подготовки выпускников инженерных образовательных программ;

• между возможностью применения современных образовательных технологий и нарастающими бюрократическими требованиями к организации учебного процесса.

Актуальность исследования определяется необходимостью разрешения этих противоречий и разработки методов реализации современных образовательных технологий, позволяющих удовлетворить ожидания основных стейкхолдеров, учитывая существующие условия организации образовательного процесса.

Выявленные потребности системы подготовки инженерных кадров обусловили научную задачу исследования: определить и обосновать эффективность реализации целей проблемно-ориентированного обучения посредством новой формы организации учебного процесса «Экспертный семинар».

Объект исследования: проблемно-ориентированное обучение специалистов в области техники и технологии.

Предмет исследования: реализация проблемно-ориентированного обучения специалистов в области техники и технологии на основе экспертного семинара.

Цель исследования: разработать структуру и содержание экспертного семинара как эффективной формы достижения целей проблемно-ориентированного обучения.

Гипотеза исследования. Реализация целей проблемно-ориентированного обучения посредством экспертного семинара будет эффективной, если:

1) в качестве результатов обучения определен набор ключевых компетенций, отвечающий актуальным национальным и международным требованиям с учетом ожиданий работодателей;

2) обеспечивается выполнение принципов интерактивности, результативности, самостоятельности и вовлеченности студентов в учебный процесс;

3) алгоритм его реализации предусматривает:

• информационную часть;

• индивидуальную и командную экспертную оценку;

• построение матрицы оценки состояния проблемы;

• определение вызовов и путей решения проблемы.

Задачи исследования:

1. На основе анализа национальных и международных требований, предъявляемых к результатам обучения специалистов в области техники и технологии, оценить состояние и уровень внедрения проблемно-ориентированного обучения в технических вузах России.

2. Обосновать «Экспертный семинар» как новую форму организации проблемно-ориентированного обучения, разработать алгоритм и определить ресурсные условия его реализации.

3. Экспериментально апробировать разработанную форму организации учебного процесса и дать рекомендации по ее применению.

Для реализации поставленной цели и задач использовались следующие методы исследования: теоретические (анализ психолого-педагогической литературы, изучение и обобщение педагогического опыта, сравнение и сопоставление, моделирование); эмпирические (наблюдение, анкетирование, экспертная оценка, беседы, педагогический эксперимент); математическая обработка данных.

База исследования: Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ФГАОУ ВО НИ ТПУ).

Исследование проводилось с 2010 по 2015 год в три этапа.

I этап (2010-2011 гг.) - поисково-аналитический — изучение состояния исследуемой проблемы, анализ литературы, разработка алгоритма исследования, проведение эмпирического исследования и анализ полученных результатов.

II этап (2011-2013 гг.) — формирующий — осуществление проверки гипотезы, уточнение методики экспериментального исследования, разработка формы организации учебного процесса «Экспертный семинар», реализующей цели и атрибуты проблемно-ориентированного обучения.

III этап (2013-2015 гг.) - заключительный - обобщение и систематизация материалов исследования, апробация «Экспертного семинара» в учебном процессе ФГАОУ ВО НИ ТПУ, формулирование выводов, описание полученных результатов, оформление диссертации.

Научная новизна исследования заключается в следующем:

1. На основе сравнительного анализа требований ФГОС ВПО, международного проекта Всемирная инициатива CDIO, Вашингтонского Соглашения, Рамочных стандартов EUR-ACE с учетом ожиданий работодателей определены ключевые национальные и международные требования к результатам обучения специалистов в области техники и технологии (способность ставить и решать неизвестные ранее комплексные инженерные задачи в условиях неопределенности и конкуренции; способность к обобщению, анализу, критическому осмыслению; способность эффективно работать индивидуально и как член или лидер команды, в том числе междисциплинарной;способность к обучению в течение всей жизни и др.).

2. Разработана форма организации учебного процесса «Экспертный семинар», позволяющая существенно усилить деятельностную (активную) часть образовательного процесса и обеспечить реализацию целей проблемно-ориентированного обучения.

3. В ходе апробации «Экспертного семинара» получены результаты широкого экспертного исследования современного состояния инженерного дела и инженерного образования России, показавшие необходимость реализации улучшающих изменений в системе инженерной подготовки.

Теоретическая значимость исследования:

1. В научный оборот педагогики введено понятие «Экспертный семинар» как комплексная система последовательно выстроенных особым образом педагогических приемов и методов индивидуальной и командной работы (проблемная лекция, дискуссия, круглый стол, мозговой штурм, поисковый метод, исследовательский метод, самостоятельная работа студентов и работа в команде), позволяющая обеспечить активную деятельность студентов в работе по выявлению, анализу и поискам путей разрешения проблемных ситуаций.

2. На основе проведенного анализа достоинств и недостатков организации образовательной деятельности при подготовке будущих инженеров выделены принципы интерактивности, результативности, самостоятельности и вовлеченности студентов в учебный процесс, которым отвечают образовательные технологии, способствующие формированию ключевых компетенций, существенной активиза-

ции мыслительной деятельности обучающихся независимо от уровня их предварительной подготовки и мотивации, что вносит вклад в теорию профессионального образования.

3. Разработан алгоритм проведения экспертного семинара, инвариантный относительно исследуемой проблемной ситуации.

Практическая значимость исследования подтверждается инвариантностью применения разработанной формы организации учебного процесса для различных целей: проблемно-ориентированное обучение, анализ проблемных ситуаций в различных сферах деятельности (образование, наука, инжиниринг, производство), проведение научно-практических семинаров и конференций по различным проблемам, оценка степени усвоения учебного материала студентами, самооценка деятельности преподавателя и др.

Личный вклад соискателя состоит в разработке новой формы организации учебного процесса для реализации целей проблемно-ориентированного обучения «Экспертный семинар» и непосредственном участии в организации и проведении 10 экспертных семинаров на базе технических вузов России и Европы, апробации данной формы ведения занятия в учебном процессе Национального исследовательского Томского политехнического университета. Автором подготовлено одиннадцать публикаций, три из которых опубликованы в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК, одна - индексирована в базе SCOPUS.

Положения выносимые на защиту:

1. Реализация целей проблемно-ориентированного обучения обеспечивается посредством экспертного семинара, алгоритм проведения которого предусматривает: информационную часть; индивидуальную и командную экспертную оценку; построение матрицы оценки состояния проблемы; определение вызовов и путей решения проблемы.

2. Разработанная форма организации учебного процесса «Экспертный семинар» позволяет существенно стимулировать активную деятельность обучающихся на занятиях, нацеленных на формирование у них компетенций по выявлению, анализу проблем и поискам путей их решения в соответствии с целями и атрибутами проблемно-ориентированного обучения.

3. За счет последовательного системного встраивания интерактивных методов обучения (проблемная лекция, дискуссия, круглый стол, мозговой штурм, поисковый метод, исследовательский метод, самостоятельная работа студентов и работа в команде) «Экспертный семинар» позволяет увеличить степень вовлеченности обучающихся в образовательный процесс и существенно активизировать их мыслительную деятельность независимо от уровня предварительной подготовки и мотивации.

Достоверность и обоснованность результатов обеспечивается целесообразным сочетанием методов исследования, соответствующих цели, предмету и задачам исследования; всесторонним анализом реальных условий организации учебного процесса при подготовке будущих инженеров в российских и зарубежных вузах; широкой апробацией и внедрением результатов исследования. Апробация и внедрение результатов исследования Представленная форма организации учебного процесса успешно апробирована в Национальном исследовательском Томском политехническом университете в рамках таких дисциплин как: «Информационные технологии в светотехнике и оптотехнике», «Математика», «Стратегия и тактика управления вузом».

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих общероссийских и международных конференциях:

• SEFI annual conference 2011 «Global engineering recognition, sustainability and mobility» (27-30 сентября 2011г., г.Лиссабон, Португалия);

• 1st ENAEE Conference EUR-ACE® Label: Current Experiences and Perspectives (1213 ноября 2012г., г.Порту, Португалия);

• Общероссийская научно-практическая конференция «Подходы к формированию национальной доктрины инженерного образования в условиях новой индустриализации» (4-6 декабря, 2012г., г.Томск, Россия);

• 16th International Conference on Interactive Collaborative Learning and 42nd International Conference on Engineering Pedagogy (25-27 сентября 2013г., г.Казань, Россия);

• Международная конференция «Формирование практических компетенций инженеров в процессе их подготовки» (3-7 декабря 2013г., г.Прага, Чехия);

• Общероссийская научно-практическая конференция «Качество инженерного образования» (24-26 ноября 2014г., г.Томск, Россия).

Структура и объем диссертационного исследования. Диссертационная работа объемом 138 страниц состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы, включающего 151 источник, 4 приложений.

Основное содержание Во введении обоснована актуальность, сформулированы цель, объект, предмет, гипотеза и задачи исследования, определена его теоретико-методологическая основа, научная новизна, теоретическая и практическая значимость, приводятся основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Роль и место проблемно-ориентированного обучения в подготовке специалистов в области техники и технологии» проведен анализ педагогической и методической научной литературы по проблеме исследования, в том числе проанализированы различные отечественные и международные подходы к определению ключевых компетенций, определены требования к результатам обучения

будущих инженеров; проведен анализ состояния и оценка уровня внедрения про-

блемно-ориентированного обучения в технических вузах России, результаты которых позволяют определить направления совершенствования педагогических приемов и форм организации учебного процесса, используемых при подготовке специалистов в области техники и технологии.

Вследствие подписания Россией в 2003 году Болонской Декларации в системе подготовки будущих инженеров произошел переход на двухуровневую систему подготовки (бакалавр/магистр) с применением компетентностного подхода при разработке образовательных программ. Отличительной чертой компетентностного подхода является его ориентированность на результаты обучения (outcome based approach), выраженные в форме компетенций или компетентности.

В результате проведенного литературного обзора российских и зарубежных источников, учитывая синонимизирующий (В.А.Болотов, В.СЛеднев, М.В.Рыжа-ков, В.В.Сериков и др.) и дифференцирующий (И.А.Зимняя, О.М.Мутовская, А.В.Хуторской, С.Е.Шишов, Т.МакГрегор и др.) подходы при рассмотрении данных категорий, в нашем исследовании мы будем придерживаться той точки зрения, что компетенции - это знания, умения, навыки и способности, а компетентность - это интегральная личностная характеристика, выражающаяся в способности подготовленных специалистов использовать сформированные у них компетенции для решения реальных профессиональных проблем и постановки новых задач. Компетентным можно стать, овладев определенными профессионально-релевантными компетенциями и реализовав их в опыте конкретной деятельности. В данном определении основной акцент делается на формировании в ходе обучения способности к деятельности и создании условий для ее проявления, что соответствует принятому в мире современному подходу к ориентации содержания образования на конечный результат, выраженный в способности к действию, а не в овладении суммой определенных знаний и умений.

В ходе выполнения научной работы были изучены подходы И.А.Зимней и А.В.Хуторского к определению и классификации ключевых компетенций, виды компетенций, согласно таким международным проектам, как Tuning Educational Structures in Europe (TUNING) и Всемирная инициатива CDIO (Conceive - Design -Implement - Operate), рассмотрены требования ФГОС ВПО, Международного соглашения профессиональных инженеров (the International Professional Engineers Agreement, IPEA), Вашингтонского Соглашения, Рамочных Стандартов EUR-ACE.

Сходства:

• Результаты обучения (компетенции выпускников) включают как профессиональные, так и личностные знания, умения и навыки.

• Профессиональные компетенции выпускника программ инженерного образования должны включать в себя инженерное проектирование, анализ, практику и исследования.

• Уровень компетенций выпускника (профессиональных и личностных) определяется разработчиками и уровнем программы.

Различия:

• Количество и перечень компетенций ФГОС ВПО, в том числе общекультурных, отличаются не только по уровню (бакалавр/магистр), но и в зависимости от направления подготовки.

• ФГОС ВПО регламентирует виды учебной деятельности (лекции, практические и лабораторные занятия, аудиторные занятия и самостоятельная работа).

• В международных требованиях, в отличие от ФГОС ВПО, большое внимание уделяется компетенциям инженеров в области экологии и устойчивого развития, приверженности профессиональной этике, ответственности и нормам инженерной практики, осведомленности в вопросах проектного менеджмента и ведения бизнеса.

Работодатели сегодня также не ждут от выпускников инженерных программ только предметных знаний в области техники и технологии. Им необходимы специалисты, обладающие набором компетенций, позволяющим видеть, выявлять и решать проблемы в специальной и междисциплинарной областях профессиональной деятельности. Согласно данным исследования, проведенного Национальной ассоциацией колледжей и работодателей (США) в 2011 году, рынок труда, прежде всего, заинтересован в молодых специалистах, обладающих навыками и качествами, представленными в табл.1.

Таблица 1

Компетенции, необходимые молодым специалистам

Навык / Качество Средневзвешенный рейтинг *

Умение работать в команде 4.60

Способность общаться с людьми как внутри, так и за пределами организации 4.59

Способность принимать решения и решать проблемы 4.49

Способность получать и анализировать информацию 4.46

Способность планировать, организовывать и расставлять приоритеты в работе 4.45

Способность интерпретировать и анализировать количественные данные 4.23

Технические знания в области профессиональной деятельности 4.23

Профессиональное владение программными продуктами 4.04

Способность создавать и / или редактировать письменные отчеты 3.65

Способность мотивировать и убеждать 3.51

* оценка проведена по 5-балльной шкале, где 1 = не важно; 2 = не очень важно; 3 = доста-

точно важно; 4 = очень важно; и 5 = чрезвычайно важно Ситуация на рынке труда в России соответствует общемировым тенденциям. Среди основных результатов обучения, востребованных промышленными предприятиями и инжиниринговыми компаниями, называются следующие: • способность системно и самостоятельно мыслить и эффективно решать производственные задачи;

• умение работать в команде;

• знание бизнес процессов и бизнес среды в целом;

• способность генерировать и воспринимать инновационные идеи.

Основываясь на полученных результатах сравнения, принимая во внимание ожидания работодателей, а также рекомендации для создания универсальной модели компетенций специалиста (ясность и легкость понимания, учет ожидаемых изменений во внешней среде, нацеленность на достижение краткосрочных и долгосрочных целей, обоснованное количество ключевых компетенций), нами был сформирован список ключевых компетенций специалиста в области техники и технологии (табл.2)

Таблица 2

Ключевые компетенции специалистов в области техники и технологии

№ Компетенция

1 Способность ставить и решать неизвестные ранее комплексные инженерные задачи в условиях неопределенности и конкуренции

2 Способность к обобщению, анализу, критическому осмыслению

3 Способность самостоятельно применять методы и средства познания, обучения и самоконтроля для приобретения новых знаний и умений

4 Способность создавать новые идеи (проявлять творческие способности)

5 Способность проводить исследования, анализ и интерпретацию данных с использованием современных информационных технологий и прикладных программных средств

6 Способность эффективно работать индивидуально и как член или лидер команды, в том числе междисциплинарной

7 Способность к обучению в течение всей жизни

При проектировании образовательной программы необходимо ответить на следующий важный вопрос: какие образовательные технологии необходимо использовать для того, чтобы у специалиста появились необходимые компетенции? В своей работе мы выделили четыре основных принципа, которым должна отвечать современная образовательная технология.

• Вовлеченность-. Педагогические приемы и методы, используемые при реализации образовательной технологии должны мотивировать и побуждать студентов к активной познавательной деятельности. Процесс обучения должен быть организован таким образом, чтобы у студентов возникало желание более активно участвовать в учебном процессе, проявлять инициативу, а не просто следовать предписанным правилам.

• Интерактивность: Интерактивность предполагает широкое взаимодействие в процессе обучения. Исключается доминирование какого-либо участника учебного процесса или какой-либо идеи. Все участники образовательного процесса (преподаватель, студенты) взаимодействуют друг с другом, обмениваются информацией, совместно решают проблемы, моделируют ситуации. Из объекта воздей-

ствия студент становится субъектом взаимодействия, он сам активно участвует в процессе обучения.

• Самостоятельность: Предоставляемая студентам самостоятельность позволяет им более эффективно учиться и приобретать новые навыки, такие как работа в команде, письменная и устная коммуникация, определение приоритетности задач, критический анализ. При этом под самостоятельной работой понимается не только внеаудиторная работа по подготовке домашних заданий, но в большой степени работа в процессе проведения занятия, связанная с поисковой деятельностью, выполнением индивидуальных проектов, проведением научных исследований.

• Результативность'. В данном контексте результативность рассматривается с двух сторон. Во-первых, образовательная технология должна обеспечивать наглядность, значимость полученных результатов по итогам выполнения учебной задачи или решения поставленной проблемы. Абстрактность и неопределенность могут привести к снижению мотивации для выполнения следующих задач. Во-вторых, результативность относится к достижению запланированных результатов обучения, насколько выбранная образовательная технология или метод обучения способствуют развитию компетентности обучающихся, т.е. проявлению сформированных компетенций на практике в процессе обучения.

Несмотря на широкий выбор современных образовательных технологий рассмотренных в работах известных отечественных и зарубежных ученых: А.А.Вербицкого, В.П.Беспалько, ИЛЛернера, М.И.Махмутова, Ховард Барроус, Anette Kolmos, Erik de Graaff и др., в своем исследовании мы сфокусируем внимание на проблемно-ориентированном обучении, известном мировому научно-образовательному сообществу как Problem Based Learning (PBL), основной целью которого является подготовка специалиста, способного проблемно мыслить, видеть и формулировать проблемы, выбирать способы и средства для их решения. Соглашаясь с определениями классиков педагогической науки (А.М.Матюшкина, М.И.Махмутова, В.Т.Кудрявцева) в своем исследовании под проблемно-ориентированном обучением мы понимаем тип развивающего обучения направленного на формирование активной творческой личности учащегося, способного видеть, ставить и разрешать проблемы.

Цели и атрибуты проблемно-ориентированного обучения такие как (активизация познавательной деятельности учащихся, воспитание активной творческой личности, развитие критического мышления и творческих способностей учащихся, направленность на работу в небольших группах, организованность процесса обучения вокруг проблемы) максимально близко соответствуют ключевым компетенциям, применения которых стейкхолдеры ожидают от будущих инженеров.

В табл.3 приведены преимущества проблемно-ориентированного обучения в сравнении с традиционными подходами, подтверждающие обоснованность выбора

в пользу данной образовательной технологии при подготовке специалистов в области техники и технологии.

Таблица 3

Отличительные особенности проблемно-ориентированного обучения _от традиционных образовательных технологий

Традиционное обучение Проблемно-ориентированное обучение

1 Большое количество лекционных занятий, обеспечивающих основное содержание дисциплины (модуля) Небольшое количество лекций, интегрирующих в себе ряд тем, касающихся решаемой задачи и погружающих студентов в проблемный контекст

2 Пассивное обучение в больших группах (25-30 человек) Активное самостоятельное обучение и работа в небольших группах (6-8 человек)

3 Дисциплина (модуль) разделена на отдельные темы Содержание дисциплины (модуля) интегрировано в проблемно-ориентированные кейсы

4 Ведущая роль преподавателя, выступающего транслятором знаний Учебный процесс ориентирован на самостоятельный поиск студентами информации и новых знаний. Преподаватель выступает в роли наставника, консультанта, модератора

5 Форма контроля достижения результатов обучения: оценка знаний по предмету в конце обучения Степень сформированное™ компетенций выпускников выявляется в процессе обучения. Интегрированная оценка

Исследовав опыт реализации проблемно-ориентированного обучения в мире, мы убедились, что существуют успешные примеры его применения на институциональном и программном уровне в западных и частично российских технических университетах: Университет Эйндховена (концепция обучения через проектирование - Design-Based Learning), совместный проект Томского политехнического университета и Университета Хериот-Ватт по подготовке магистров в области разработки месторождений нефти и газа, проект по созданию среды будущей производственной и проектной деятельности в виртуальном формате Российского государственного университета нефти и газа имени И.М.Губкина. Признанным лидером внедрения проблемно-ориентированного обучения является Университет Ольбурга, где учебные планы образовательных программ были пересмотрены с учетом разработанной уникальной модели обучения, в основе которой лежит проблемно-ориентированная образовательная технология, реализованная в виде проектно-организованного обучения (на выполнение проекта в учебном плане отводится 50% времени, остальные 50 % времени студенты изучают курсы, связанные с проектом (25% времени) и не связанные с ним (25% времени).

В России активное внедрение методов проблемно-ориентированного обучения осуществляется при наличии у образовательной программы тесной кооперации со стратегическими партнерами, в лице вузов заинтересованных в реализации совместной образовательной программы (double degree), либо передовых промышленных и инжиниринговых компаний, готовых инвестировать собственные ресур-

сы (человеческие и материальные) для подготовки компетентных специалистов. Согласно результатам проведенного исследования совместно с экспертами Ассоциации инженерного образования России уровень внедрения проблемно-ориентированных интерактивных методов обучения в российских вузах остается низким.

70% 60% 50% 4СЖ 30% 2СК 1С« 0% / 64%

/ У ® II

у

/

/ н

/ 4% /ТШР—

критичес ки низкий низкий средний хороший высокий превосх одный другое

[»Ряд1 454 64% 32% 0% 0% 0% 0%

Рис.1. Экспертная оценка уровня внедрения проблемно-ориентированных образовательных технологий в российских вузах

Проведенный и представленный в диссертации анализ особенностей проектирования инженерных образовательных программ показал, что к вопросу определения образовательных технологий, призванных обеспечить достижение запланированных результатов обучения, разработчики подходят на заключительном этапе проектирования, после того, как разработана структура и выстроен временной график. Подобная последовательность действий указывает на сохранение первосте-пенности учебных дисциплин над методами обучения, преобладании знаниевого подхода над деятельностным.

В числе причин сложившейся ситуации стоит отметить излишнюю зарегла-ментированность учебного процесса, на позволяющую создать условия для широкого применения интерактивных методов обучения и реализации проблемно-ориентированной образовательной технологии на уровне программы или всего университета. Подобные ограничения также ведут к понижению мотивации и незаинтересованности профессорско-преподавательского состава в использовании данных методов в педагогической практике. Все это приводит к тому, что, несмотря на понимание важности реализации проблемно-ориентированного обучения при подготовке будущих инженеров, технические вузы продолжают следовать традиционной модели организации образовательного процесса, в том числе проявляя консерватизм в выборе методов обучения.

Во второй главе «Экспертный семинар» как форма организации учебного процесса в проблемно-ориентированном обучении» описан алгоритм, педагогические и ресурсные условия реализации разработанной формы проведения занятия для реализации целей проблемно-ориентированного обучения.

Экспертный семинар - комплексная система особым образом последовательно выстроенных педагогических приемов и методов индивидуальной и командной работы, позволяющая обеспечить активную деятельность студентов в работе по выявлению, анализу и поискам путей разрешения проблемных ситуаций.

Главной целью экспертного семинара является исследование, анализ и оценка проблемной ситуации, которая может быть сформулирована ведущим (преподавателем) или определена участниками (студентами), выступающими в роли экспертов. Как известно, традиционные параметры, используемые при отборе экспертов, включают следующие характеристики: научная специализация, область научных интересов, уровень квалификации, должность и опыт работы в определенной области. При проведении экспертного семинара все вышеперечисленные характеристики также учитываются, однако основной акцент делается именно на опыт погружения в среду, состояние которой исследуется (в переводе с латинского «ехреПиэ» означает опытный). Особое значение придается не должности, занимаемой специалистом, а его осведомленности, непосредственной вовлеченности и знанию проблемной ситуации «изнутри».

Экспертный семинар объединяет в себе несколько известных интерактивных методов обучения, такие как: проблемная лекция, дискуссия, круглый стол, мозговой штурм, поисковый метод, исследовательский метод, самостоятельная работа студентов и работа в команде. Интегрирование перечисленных методов обучения в определенной последовательности в единую систему достигается за счет выполнения ряда обязательных условий, отличающих данный метод от традиционных форм проведения семинарских занятий.

В первую очередь, необходимо отметить строгий временной регламент, в соответствии с которым проводится все занятие и каждое отдельное задание, выполняемое участниками. Общая длительность экспертного семинара зависит от поставленной задачи и сложности решаемой проблемы. В среднем продолжительность экспертного семинара составляет 4-6 часов аудиторной работы.

Структура экспертного семинара представлена в виде алгоритма выполнения основных последовательных шагов (рис.2).

При организации экспертного семинара большое внимание должно быть уделено роли ведущего. В соответствии с основными принципами проблемно-ориентированной образовательной технологии действия и педагогические приемы, используемые преподавателем, должны быть направлены на пробуждение у студентов интереса к решаемой проблеме (принцип вовлеченности). В процессе проблемного обучения студентам не сообщаются готовые знания и методы, преподаватель обращается к ним как к экспертам, побуждая их к активной познавательной, исследовательской деятельности, творческому мышлению и критическому анализу.

Рис.2. Алгоритм проведения экспертного семинара.

Шаг 1. Информационная часть

Основной задачей этого шага является погружение участников в проблемный контекст с последующим определением проблемной ситуации и постановкой задачи семинара. Важно, чтобы рассказывая студентам информационную часть, преподаватель смог заинтересовать их, вовлечь в учебный процесс и побудить к дальнейшим самостоятельным поискам недостающей информации и инструментам, необходимым для решения поставленной проблемы, с обязательным присутствием интерактивной составляющей в виде вопросов аудитории, совместного обсуждения допущений и ограничений.

Шаг 2. Индивидуальная и командная экспертная оценка состояния проблемы

Первым заданием, предлагаемым участникам, является индивидуальная экспертная оценка состояния (глубины) проблемы. Для проведения оценки преподаватель составляет два - три вопроса, требующих оценить состояние исследуемой проблемы. Данный вопрос предполагает несколько вариантов ответов, которые должны быть представлены в виде шкалы оценок, достаточной, чтобы охарактеризовать возможные уровни состояния проблемы. Затем ведущий или его ассистенты раздают карточки и по завершению отведенного времени собирают заполненные карточки для проведения статистической обработки полученных результатов. Результаты экспертной оценки выводятся на экран в виде диаграммы, обеспечивая наглядность полученных результатов и сокращение степени абстрактности. Ведущий комментирует полученные результаты, вовлекая участников в обсуждение и дальнейшее исследование обозначенной ранее проблемной ситуации. Пример представления результатов приведен на рис.3.

Оцениге уровень использования CALS технологий в сфере ©птотвхнвки

{индиеидуяяшш pirôwna] - iSAtuii.

Рис.3. Пример выполнения индивидуальной экспертной оценки признаков оценки

состояния проблемы

Индивидуальную оценку состояния проблемы эксперты выполнили, основываясь на своем опыте экспертном мнении. Для уточнения полученных результатов, 'ведущий просит экспертов разбиться на команды (по 4-6 человек) и методом моз-

гового штурма, назвать признаки, поддающиеся количественной оценке. Капитаны команд (выбранные ведущим или членами команды) представляют и аргументировано защищают предложенное решение.

В процессе общей дискуссии исключаются тождественные признаки и выделяются финальные 3-5 признаков по согласованному мнению всех экспертов (рис.4). Если прийти к консенсусу не удается, то проводится дополнительная индивидуальная работа экспертов по ранжированию признаков, по итогам которого принимаются признаки, занявшие первые пять мест.

Определите признаки использования

CALS технологий 12 сфере оптогахникй

{шштднш tmßttma} — ZQMQK.

1 ДопяСАПРа едином информ. пространстве

2 Бззгшодействие есехучэстников жлзн.циклзшепп виртуальных предприятий)

3. Количество стандартов

4. Доля ислользозанияэлектронногодокумеятоооаротзв оптотехнике

5 Доля звтсматизированныхпроцессов. используемых в производстве

Рис.4. Пример полученного набора признаков по результатам командной работы и итогового обсуждения Шаг 3. Построение матрицы оценки состояния проблемы После экспертной оценки признаков состояния проблемы, перед экспертами ставится одна из самых трудоемких задач — построение матрицы оценки состояния проблемы. Эксперты самостоятельно определяют критерии (дают количественную оценку) каждому уровню оцениваемого признака. На выполнение этого задания отводится 15-20 минут, после чего ответы всех участников обрабатываются в программе Microsoft Excel и выводится средняя оценка по каждому признаку, вносимая в соответствующую ячейку матрицы, как показано на рис.5.

Определите критерии оценки использованияСАЦ* технологий в сфере оптотехники {анд1тадуа/1шая работа) 25 тин.

1 " ■ TL — — -

6 ".5 24 47 S5

sr^rri'T»;™'"""" S.S •4 23 42 52

21 « Î30 237

1Î.5 23 36 CÎ 83

16 30 51 75 9i

Рис.5. Пример матрицы оценки состояния проблемы 18

На этом завершается первая часть экспертного семинара, и ведущий, подводя итоги проведенной работы, просит экспертов выполнить поиск реальных (соответствующих актуальной ситуации) числовых показателей по каждому из признаков. Подобное уточненное исследование состояния проблемы позволяет, во-первых, критически проанализировать сложившуюся проблемную ситуацию, а во-вторых, сопоставить оценки экспертов, полученные на шаге 2 при оценке состояния проблемы с реальным положением дел.

Шаг 4. Определение вызовов и путей решения

Задачи данного этапа предполагают от экспертов высказывание экспертного мнения о препятствиях на пути решения проблемы. Предпочтительнее всего организовать выполнение данного задания в форме «круглого стола», что позволит участникам высказать свои идеи и услышать коллег. Для динамичного и эффективного проведения круглого стола ведущему необходимо взять на себя роль модератора, координирующего очередность и временной регламент выступлений, а также обобщающего называемые экспертами препятствия в единый список препятствий на пути решения проблемы, финальная версия которого демонстрируется на слайде.

После того, как определены вызовы, наступает заключительная часть экспертного семинара, в ходе которой эксперты, вновь работая в командах, вырабатывают пути решения исследуемой проблемы. Во время работы команд ведущий продолжает находиться в постоянном взаимодействии с участниками: консультирует, направляет и обсуяодает с участниками предлагаемые решения. Однако не предлагает своих четко сформулированных версий и предложений. При подведении итогов шага 4 экспертам может быть предложено декомпозировать выработанные рекомендации по решению проблемы на отдельные проекты, работа над выполнением которых, станет логичным продолжением проведенного исследования.

Представленный алгоритм планирования учебного процесса наглядно демонстрирует отличительные черты и достоинства данной формы проведения семинарского занятия, позволяющие:

1. Усилить деятельностную часть образовательного процесса, обеспечить одновременную реализацию принципов вовлеченности, интерактивности, самостоятельности и результативности.

2. Повысить степень вовлеченности обучающихся в образовательный процесс и существенно активизировать их мыслительную деятельность независимо от уровня предварительной подготовки и мотивации (развитие критического и творческого мышления).

3. Обеспечить нацеленность личности и команды на анализ, разрешение проблемной ситуации и получение конкретных результатов по решению проблемы.

4. Изменить роль преподавателя из «транслятора» знаний в организатора учебного процесса, консультанта и наставника.

5. Изменить роль студента из пассивного слушателя в активного участника учебного процесса (привлечение студентов к экспертизе проблем и проблемных ситуаций, генерированию, анализу, оценке и применению идей).

За время выполнения диссертационной работы с 2010г. по 2015г. совместно с экспертами Ассоциации инженерного образования России было проведено 16 экспертных семинаров по проблемным ситуациям в инженерном деле и инженерном образовании России на базе технических университетов России и Европы (табл.4).

Таблица 4

Темы экспертных семинаров, проведенных в 2010-2014 гг.

№ Тема экспертного семинара

1 Инженерное дело и инженерное образование в России. Проблемы и пути их решения

2 Пути формирования компетенций современных инженеров

3 Направления деятельности региональных отделений АИОР

4 Пути формирования, контроля компетенций и компетентности современных инженеров в процессе их подготовки

5 Уровень подготовки инженеров в России: оценка, проблемы и решения

6 Как сформировать экологическую среду в техническом университете

7 Усиление влияния инженерного образования на инновационное развитие регионов России

8 Состояние реализации практико-ориентированных образовательных технологий в российском инженерном образовании

9 Формирование национальной доктрины инженерного образования России в условиях новой индустриализации

10 Формирование инженерного мышления

В экспертных семинарах приняли участие представители научно-образовательного сообщества, промышленности, бизнеса и власти, всего более 400 человек, в том числе ректоры вузов — 25; проректоры - 43; директора институтов и деканы факультетов - 45; заведующие кафедрами — 72; начальники учебных управлений -58; руководители промышленных компаний, инженеры — 62. Эксперты представляли: 34 субъекта Российской федерации (руководители региональных отделений АИОР), 67 вузов, 48 промышленных компаний.

Предложенная форма проведения семинарского занятия может быть реализована в качестве инструмента в практической педагогической деятельности, а также при выполнении научно-исследовательских, выпускных квалификационных работ и магистерских диссертаций студентов. За счет системного встраивания интерактивных методов обучения обеспечивается одновременное выполнение основных принципов проблемно-ориентированного обучения: вовлеченность, интерактивность, самостоятельность и результативность. Данная форма проведения занятия

может быть без особых препятствий реализована и в существующих условиях организации учебного процесса в вузе (в рамках лекционных, практических и лабораторных занятий) согласно ФГОС ВПО и была успешно апробирована в учебном процессе Национального исследовательского Томского политехнического университета в рамках таких дисциплин как «Информационные технологии в светотехнике и оптотехнике», «Математика», «Стратегия и тактика управления вузом». Экспертный семинар также был использован студентами в целях исследования проблемной ситуации и получения экспертной оценки при подготовке магистерских диссертаций на темы: «Применение инструментов управления знаниями для организации образовательного процесса по магистерской программе «Инноватика», «Совершенствование методики и организации учебного процесса по курсу «Межкультурный менеджмент», «Оценка компетентности студентов в процессе обучения».

Эффективность экспертного семинара, т.е. достижение психолого-педагогических целей проблемно-ориентированного обучения, выделенных ранее, была проверена при помощи экспертных оценок методом анкетирования. Респондентами выступали участники серии 16 экспертных семинаров (представители научно-образовательного сообщества и промышленности), а также студенты, у которых были проведены экспертные семинары в рамках учебного процесса в ТПУ, всего 134 человека.

Как видно из диаграмм (рис.6-7), при сравнении экспертного семинара с обычным практическим занятием-семинаром все респонденты выделяют значительный уровень вовлеченности, обеспечиваемый при проведении экспертного семинара, активизации мыслительной и творческой деятельности, а главное проявление навыков работы в команде, обеспечение возможности выявлять и решать проблемы, что соответствует основным целям и атрибутам проблемно-ориентированного обучения.

Рис.6. Результаты опроса представителей научно-образовательного сообщества

Рис.7. Результаты опроса студентов

В заключении изложены теоретические и экспериментальные результаты исследования, сформулированы основные выводы:

1. Анализ требований и ожиданий, предъявляемых сегодня к компетенциям специалистов в области техники и технологии для успешной профессиональной деятельности, позволил сформировать набор ключевых компетенций, отвечающий национальным и международным требованиям к качеству инженерной подготовки.

2. Вызовы, посылаемые сегодня системе инженерного образования, обуславливают необходимость изменения существующих форм организации учебного процесса, обращая особое внимание на выбор адекватных образовательных технологий и методов обучения, отвечающих принципам интерактивности, результативности, самостоятельности и вовлеченности студентов в учебный процесс.

3. Оценка состояния проблемно-ориентированного обучения в технических вузах России свидетельствует о низком уровне его внедрения при подготовке будущих инженеров. Происходит разрозненное (бессистемное) встраивание интерактивных методов и педагогических приемов в учебный процесс для формального выполнения требований ФГОС ВПО, что сказывается на качестве подготовки будущих инженеров и позволяет достичь планируемых результатов обучения выборочно или не в полной мере.

4. Разработанная и апробированная форма организации учебного процесса «Экспертный семинар», структура и содержание которой включают в себя 4 этапа, позволяет существенно усилить активную деятельность учащихся на занятиях, нацеленных на формирование у них компетенций по выявлению, анализу проблем и поискам путей их решения в соответствии с целями проблемно-ориентированного обучения.

Проведенный анализ полученных результатов научно-исследовательской работы показал, что выдвинутая гипотеза нашла свое подтверждение, задачи научного поиска решены, цель исследования достигнута.

Вместе с тем проведенное научное исследование не исчерпывает всех аспектов рассматриваемой проблемы, но может служить основой для дальнейшего научного поиска в направлении развития системы опережающего инженерного образования и повышения качества подготовки будущих инженеров, совершенствования педагогических методов и приёмов, обеспечивающих активизацию учебного процесса, повышение заинтересованности и мотивации обучающихся.

Основные положения и научные результаты диссертационного исследования отражены в следующих публикациях:

Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных для публикации основных результатов исследования

1. Толкачева, К.К. Современное инженерное образование как основа технологической модернизации России / Ю.П.Похолков, С.В.Рожкова, К.К.Толкачева // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2012. - Т.2. - №2(147). - С.302-306.

2. Толкачева, К. К. Применение практико-ориентированных образовательных технологий при подготовке инженерных кадров / Ю.П.Похолков, С.В.Рожкова, К.К.Толкачева // Вестник Казанского технологического университета. - 2013. -Т.16. - №16. - С.56-59.

3. Толкачева, К.К. Роль и выбор образовательных технологий при подготовке инженеров / Ю.П.Похолков, Ю.М.Кудрявцев, К.К.Толкачева // Казанская наука. -2014.-№10. - С. 13-17.

Статьи в научных изданиях, сборниках научных трудов и материалов конференций, индексируемых базой данных SCOPUS:

4. Tolkacheva К.К. Practice-oriented educational technologies for training engineers [Electronic resources] / Pokholkov Y.P., Rozhkova S.V., Tolkacheva K.K. // 16th International Conference on Interactive Collaborative Learning and 42nd International Conference on Engineering Pedagogy: Proceedings of IGIP'2013, Kazan, September 25-27, 2013. - Казань: КНИТУ, 2013. - P.634-635. - диск.

Статьи в рецензируемых научных изданиях, сборниках научных трудов и материалов конференций

5. Tolkacheva К.К. Training of Administrators for the Engineering Higher Education Institutions [Electronic resources] / Pokholkov Y.P., Pushnykh V.A., Tolkacheva K.K. // Global Engineering Recognition, Sustainability and Mobility, Лиссабон, 25 September-4 October 2011. - Lisbon: SEFI, 2011. - P.852-854. - Mode of access: http://www.sefi.be /wp-content/papers2011 /Т14/195 .pdf

6. Толкачева, K.K. Аккредитация образовательных программ - основа качества инженерного образования / Ю.П.Похолков, В.А.Пушных, К.К.Толкачева, C.B. Рожко-ва, С.И.Герасимов, Е.КХЯткина, О.Ю.Корнева // Качество образования. - 2011. -№7-8. - С.60-63.

7. Толкачева, К.К. Уровень подготовки инженеров России. Оценка, проблемы и пу-

ти их решения / Ю.П.Похолков, С.В.Рожкова, К.К.Толкачева // Проблемы управления в социальных системах. -2012. - Т.4. -№7. - С.6-15.

8. Толкачева, К.К. Уровень подготовки современных инженеров и пути формирования их компетенций в процессе обучения в университете / Ю.П.Похолков, С.В.Рожкова, К.К. Толкачева // Новые задачи инженерного образования для нефте-газохимического комплекса в условиях членства России в ВТО: сборник докладов, Казань, 26-30 ноября 2012. - Казань: Изд-во КНИТУ, 2012. - С.60-65.

9. Tolkacheva К. AEER Accreditation Criteria: quality assurance of engineering program learning outcomes / S.Gerasimov, A.Gromov, Yu.Pokholkov, K.Tolkacheva, E.Yatkina // Proceedings 1st ENAEE Conference EUR-ACE®, the European Quality Label for Engineering Degree Programmes: Current Experiences and Perspectives, Porto, Portugal, Faculty of Engineering, November, 12-13 2012, P.25-28.

10. Толкачева, К.К. Профессионально-общественная аккредитация инженерных образовательных программ с международным признанием / Ю.П.Похолков, К.К.Толкачева // Материалы VII Международной научно-практической конференции «Перспективы развития науки и образования» Душанбе, 23-24 октября 2014. - Душанбе: Изд-во ТТУ им. М.С.Осими, 2014.-С.18-22.

11. Tolkacheva К.К. Why and how to engage students in the learning process [Electronic resources] / Pokholkov Y.P., Tolkacheva K.K. // Proceedings of the 43rd SEFI Annual Conference 2015 - Diversity in engineering education: an opportunity to face the new trends of engineering, Орлеан, 29 June - 02 July 2015. - Orleans: SEFI, 2015. - P.141-145. - диск.

Соискатель К.К. Толкачева

Подписано в печать 23.09.2015. Формат 60x84/16. Бумага «Svetocopy», «ColorCopy». Печать XEROX. Усл.печ.л. 1,63. Уч. -изд.л. 1,28. Заказ 2/09.10.15-30. Тираж 100 экз.

ООО «СКАН», Студенческий центр, 634050, Томская область г. Томск, Я П Ул- Советская,80, тел.: (3822) 56-17-26, e-mail: ntb@scan.tom.ru,

сайт: scan.tom.ru.