Экономические и социальные изменения меняют требования общества к знаниям, навыкам, личностным качествам и компетенциям, которыми должны овладеть выпускники учреждений общего и профессионального образования.
Страна строит национальную инновационную экономику и нуждается в более компетентных и конкурентоспособных инженерных специалистах, способных творчески и активно участвовать в национальных и международных социально-инженерных проектах.
Сегодня качество технического персонала является одним из важнейших факторов, определяющих конкурентоспособность страны: уже сегодня необходимы специалисты, обладающие знаниями, навыками, личными качествами и способностями, соответствующими требованиям экономики 21 века, целям социально-экономического развития и структуре российского рынка труда.
В то же время эксперты и работодатели отмечают, что содержание курсов не соответствует современным требованиям промышленности, а методы преподавания недостаточно эффективны, чтобы гарантировать качество выпускников инженерных специальностей. Такая ситуация в основном связана с качеством подготовки учителей в общеобразовательных учреждениях. В настоящее время средний возраст российских учителей составляет 51 год, и они имеют 21 год стажа, 15 из которых - в одной и той же школе. После столь длительного периода времени и без замены люди не только приобретают новые навыки, но и теряют свои первоначальные качества и чувствительность к изменениям: согласно опросу TEDS-M51, средний балл российских учителей математики без отрыва от работы колебался от 340 до 380, тогда как
10% школьных учителей не знают русского языка и грамматики.
Оценки родителей отражают проблемы с качеством и мотивацией учителей. 32% российских родителей недовольны состоянием государственных школ, а 46% считают, что качество образования будет продолжать снижаться. В результате родители ищут альтернативные варианты обучения своих детей, такие как домашнее образование (с 2008 по 2017 год количество детей, обучающихся дома, выросло почти в десять раз, с 11 до 100 000) и наем репетиторов (по данным Института высшего экономического образования, затраты на репетиторство в России оцениваются почти в 30 млрд рублей). ищут альтернативные методы обучения. Сектор государственных школ также растет. В настоящее время в России насчитывается около 820 государственных школ. Это всего лишь 1,9% от общего числа школ в стране, не такое уж большое количество, но их число продолжает расти, несмотря на чрезмерное регулирование общего образования. Существует высокий спрос на альтернативы государственным школам: 13% респондентов опроса ФОМ о школьном образовании заявили, что предпочли бы отдать своих детей в государственные школы, а 21% считают, что государственные школы предлагают лучшие условия и содержание образования.
По мере того, как доверие и удовлетворенность формальной системой образования снижается, растет популярность альтернативных образовательных программ. Сектор непрерывного образования действительно процветает, количество учебных заведений, предлагающих услуги, увеличивается в 3,5 раза в год. Чтобы поспевать за стремительным развитием экономики знаний и оставаться востребованными на рынке труда, люди сегодня должны учиться на протяжении всей своей жизни и постоянно адаптироваться к быстрым и неожиданным изменениям.
Работодатели ожидают от выпускников школ и колледжей готовности к жизни, работе и самореализации в новой среде. Именно поэтому в последние годы на повестке дня стоит вопрос о новом содержании обучения, смещающем акцент с приобретения предметных знаний на развитие общих "навыков 21 века" (см. рисунок).
Доступ к соответствующим уровням образования должен поддерживаться персонализированным обучением и использованием технологий электронного и дистанционного обучения. Доступ к высоким образовательным стандартам должен быть обеспечен через систему специальных классов, внеклассных занятий по математике и смежным предметам, а также соревнований (например, олимпиад).
В статье "Научные предметы как основа для развития инженерного мышления" обсуждаются причины отсутствия инженерного мышления у подрастающего поколения и роль физики в развитии навыков проектирования и изобретательства у школьников и студентов. В статье обсуждается роль исследований в формировании инженерного мышления.
Мы согласны с тем, что инженерное мышление не сводимо ни к одному уровню системы атрибутов профессионального бизнеса. Это познавательная деятельность, направленная на изучение и управление моделями техники и технологии. Основная цель инжиниринга - решение конкретных производственных задач для получения наиболее экономичных, эффективных и качественных результатов. Мышление инженеров основано на идеальном преобразовании технологического мира, то есть на создании новых технологических решений (слово инженер происходит от латинского слова "ingenium", означающего "мысль, способность, талант, проницательность"). Основными этапами инженерной деятельности являются: понимание потребностей общества в новых инженерных средствах и технологиях; усвоение культурных ценностей, инженерного опыта и научно-технических знаний; постановка и решение инженерных задач; проектирование и эксплуатация инженерных средств.
Развитие инженерного мышления требует определенного объема знаний и опыта, позволяющих специалистам смотреть на проблемы под более широким и другим углом. Это мировоззрение формируется благодаря комплексному образованию в области математики, естественных, инженерных и гуманитарных наук, а также осознанию исторического опыта, который позволяет понять науку, технологии и инженерию в более широком контексте развития человеческой цивилизации.
Авторы утверждают, что научно-исследовательская работа (НИР) в высших учебных заведениях, в которой активно участвуют студенты, является необходимым элементом профессиональной компетентности и важным инструментом формирования мышления и высокого характера инженеров.
Исследования являются важным инструментом, помогающим молодым специалистам развивать навыки критического и независимого мышления, интеллект, а также высокий характер и моральные ценности. Систематически участвуя в реальных исследовательских проектах в командах под руководством опытных преподавателей и исследователей, вы получите уникальный опыт участия в исследованиях, который повысит ваши профессиональные навыки и пополнит ваше портфолио. Он идеально подходит для подготовки инженеров, необходимых в высокотехнологичном обществе будущего.
В ряде документов, определяющих современную образовательную парадигму на уровне Российской Федерации и регионов, ставится задача формирования и развития исследовательских навыков учащихся. Важной частью программы бакалавриата по инженерному делу является участие в научной практике, исследованиях, школах, семинарах и конференциях для решения теоретических проблем.
В этой статье описывается опыт привлечения студентов к научно-исследовательской работе как части учебного процесса. Для масштабного обучения студентов с компонентом НИОКР обучение проходит на специальных курсах. Подход кафедры к вовлечению студентов в исследования и разработки является техническим, т.е. преподавательской и учебной деятельностью, в которой студенты и преподаватели совместно работают над планированием, организацией и осуществлением учебного процесса. Выбор темы исследования определяется предлагаемой кафедрой, конкретной дисциплиной и директором соответствующей дисциплины. На сайте университета/колледжа можно найти список публикаций преподавателей, описание направлений исследований, истории успеха и другие информационные материалы, которые помогут вам выбрать вид исследовательской деятельности.
Мероприятия по конкретным курсам принесли свои плоды, например, в 2019 году 37% или 2 506 студентов участвовали в исследованиях на кафедрах и в лабораториях Тихоокеанского государственного университета (2018 - 2 333; 2017 - 2 093). Количество научных работ, опубликованных студентами, составило 1 318 (2018 - 1 279, 2017 - 1 134), из которых 258 (2018 - 284, 2017 - 251) были опубликованы без соавторства сотрудников университета, а количество научных (научно-технических) конференций, семинаров и других мероприятий всех уровней, на которых студенты Количество презентаций - 1. (включая студенческие публикации) - 1 867 (2018 - 1 127, 2017 - 932); медалей, дипломов и грамот, врученных студентам - 1 232 (2018 - 1 121, 2017 - 1 091).
В 2020 году исследовательская активность и успеваемость студентов университетов снизится. Эта ситуация связана с распространением COVID.19 ТГУ, как и другие учреждения, сталкивается со следующими проблемами при организации онлайн-исследований.
- Во время пандемии стало ясно, что многие учителя были плохо подготовлены к работе в цифровой среде с точки зрения качества своих исследований и того, как они взаимодействовали с учениками и коллегами.
- Студенты находятся под давлением необходимости напрямую общаться со своими преподавателями, что в корне меняет процесс обучения, а также процесс исследований и разработок. Перенос" многих академических и административных реалий в интернет увеличил психологическую нагрузку на студентов и преподавателей.
- Университеты, понимая, что в ближайшем будущем будет меньше студентов, меньше государственных грантов и меньше возможностей для получения дохода от других видов деятельности, сосредотачиваются на максимально эффективном использовании финансовых ресурсов для поддержания стабильного управления. В этом случае ресурсы, выделяемые на исследования (как финансирование проектов, так и премии студентам и преподавателям), были сокращены.
- В настоящее время университетская инфраструктура не обладает достаточным потенциалом для организации онлайн-исследований, и есть категории исследований, требующие аппаратного обеспечения и лабораторных испытаний/проверки продукции, которые невозможно провести онлайн.
Авторы считают, что систематическая исследовательская деятельность постепенно и адекватно формирует у студентов высшие профессиональные и личностные качества, эффективно развивает их интеллектуальные и познавательные способности, формирует сильные навыки поиска, анализа и обработки информации, а также развивает языковые и коммуникативные навыки. Конкретные результаты оценки, демонстрирующие эффективность и результативность участия студентов в научно-исследовательской деятельности, включают участие в научно-практических (исследовательских) конференциях и публикацию научных работ.
Нельзя обойти вниманием проблемы и трудности, с которыми столкнулись авторы при формировании и развитии исследовательских навыков студентов посредством применения технологических методов.
1) Мотивационные факторыАвторы отмечают, что отсутствие мотивации, наивность и безынициативность оказывают негативное влияние на участие студентов в исследовательской деятельности. Необходимо обеспечить современные и функциональные научные лаборатории и оборудование, чтобы повысить интерес и мотивацию учащихся. Следует учитывать возраст и интеллектуальный уровень учащихся. Следует также обратить внимание на современные события и их глобальное влияние.
2) Знания. Уже отмечалось, что, поступая в университет, студенты получают слабое и недостаточное образование в области математики и естественных наук. Ограниченные междисциплинарные знания студентов, как правило, являются почти непреодолимым препятствием для такого подхода.
3) Когнитивные элементы Отсутствие интереса к активному изучению новых и актуальных знаний.
4) Навыки ИКТ полностью отсутствуют у студентов ИКТ. Они также не умеют пользоваться офисными программами (MS Word: создание и редактирование сложных текстов с таблицами и формулами, создание правильных списков ссылок и т.д.; MS Excel: использование структур данных, создание и редактирование диаграмм, использование формул, встраивание программ и т.д.).
5) Языковой компонент. Низкий уровень владения языком (особенно английским) студентов не позволяет им знакомиться с работой исследователей за рубежом, что препятствует международному обмену и расширению географических рамок общения.
6) Поля метаданных. Слабое общее мышление: хотя основные источники необходимой информации определены, возникают трудности с их правильной интерпретацией, классификацией, преобразованием в нужный формат и т.д.
Авторы утверждают, что научно-практическая направленность обучения студентов и умение решать исследовательские задачи являются залогом успешного развития инженерного мышления и общих знаний (см. рисунок) и подготовки современных специалистов, востребованных на рынке труда. Благодаря образовательным исследованиям и технологическому развитию университеты могут готовить инженеров, обладающих знаниями, навыками, личными качествами и компетенциями, которые отвечают требованиям экономики 21 века, вызовам социально-экономического развития и структуре национального рынка труда.
Для развития инженерного мышления важно научить их решать конкретную проблему наиболее эффективным способом в данной ситуации, а также дать им возможность проявить оригинальность и уникальность.
_________________________________
Источник: Казарбин А.В., Драчев К.А., Лунина Ю.В. Развитие инженерного мышления средствами научно-исследовательской деятельности студентов // Педагогический журнал. 2021. Т. 11. № 3А. С. 213-221.