Сегодня одной из главных задач высшего профессионального образования России является задача подготовки специалистов, способных к инновационной деятельности. Некоторыми вузами уже осуществляется подготовка таких специалистов, в частности, Санкт-Петербургским государственным политехническим университетом, Государственным университетом управления, Московским государственным университетом путей сообщения, Российским государственным университетом инновационных технологий и предпринимательства ведется обучение бакалавров и магистров по направлению "Инноватика". Однако выпускники указанных вузов являются в большей степени менеджерами-организаторами по изучению рынков сбыта и продвижению продукции на них. Специалистов же в области техники и технологий, непосредственно производящих инновационный продукт, по-прежнему обучают в основном по традиционным дисциплинарно-поточным методам, без учета особенностей требований, предъявляемых к ним современными инновационными предприятиями. В связи с этим возникает необходимость разработки методической системы формирования у студентов технических вузов способности к инновационной инженерной деятельности (СИИД). В данной работе рассматривается структура самой инновационной инженерной деятельности и описывается разработанная методическая система формирования у студентов СИИД.

Структурируем инновационную инженерную деятельность, как это показано на рис.1. Сформулируем рабочие понятия и определения ее структурных единиц и элементов, установим их взаимосвязь и степень влияния на формирование у студентов технических вузов способности к инновационной инженерной деятельности.

Под инновационной инженерной деятельностью (ИИД) мы будем понимать [1] разработку и создание новой техники и технологий, конкурентоспособных на отечественном и международном рынках, доведенных до вида товарной продукции, представленной охранными документами на интеллектуальную собственность, технической документацией или промышленными образцами, обеспечивающими экономический, социальный или другой эффект. Ее основными характеристиками являются: усиление творческого характера деятельности; интеграция инженерных функций и видов деятельности; ориентация на потребности рынка; эффективная межпрофессиональная коммуникация.

Они подразумевают под собой следующие виды ИИД: умение творчески и нешаблонно решать профессиональные задачи, быстро ориентироваться в больших объемах информации; эффективное сочетание изобретательских и конструкторских функций при проектировании изделий и технологий и организации их производства, умение самостоятельно принимать решение; стремление непрерывно повышать качество товаров и услуг, соответствующих требованиям рынка; готовность к эффективной работе в команде с представителями других профессий для решения профессиональных задач, а применительно к процессу обучения - готовность к работе с преподавателями различных дисциплин в процессе подготовки будущих инженеров к инновационной инженерной деятельности.

Для подготовки специалистов к ИИД в технических вузах необходимо прежде всего формирование у них способности к инновационной инженерной деятельности т.е. такой совокупности взаимосвязанных индивидуально-психических особенностей личности, которая определяет ее пригодность к успешной инновационной инженерной деятельности, существующую и развивающуюся в условиях этой деятельности, при наличии соответствующих знаний, умений, навыков, а также определяющую готовность к обучению новым способам и приемам этой деятельности. Ее элементами являются [1]: владение фундаментальными знаниями; владение общетехническими знаниями; владение специальными знаниями; владение междисциплинарными знаниями; способность решать творческие задачи; способность решать инженерные задачи; способность к проектированию и конструированию; способность к изобретательству; способность постановки задачи; способность самостоятельно принимать решение; умение работать в команде; способность представлять решение в конечном виде; владение технологией производства. Развитие этих элементов определяют СИИД.

На основе предложенной структуры ИИД (см. рис.1), была разработана методическая система формирования у студентов технических вузов СИИД (см. рис.2), основными положениями которой являются:

1) система должна строиться на основе интеграции основных положений существующих передовых методических подходов, теорий обучения и технологий (инновационного, компетентностного, деятельностного, развивающего, модульного, дифференцированного, и др.), помогающих формированию у студентов способности к инновационной инженерной деятельности, а также принципов единства фундаментальности и профессиональной направленности, с учетом индивидуальных особенностей студентов;

2) система должна строиться на основе единства, взаимосвязи и взаимодополнения основного курса "Механика", сопутствующих развитию творческого потенциала курсов ("Основы инженерного творчества" (ОИТ), "Патентоведения" и др.) и самостоятельной работы студентов в условиях олимпиадной и научно-исследовательской среды;

3) процесс формирования у студентов технических вузов способности к инновационной инженерной деятельности должен рассматриваться как методическая система, элементами которой являются цели, содержание, методы, формы и средства обучения. Предложенная методическая система была реализована через ее структурные компоненты: целевой, методологический, содержательный, процессуальный и диагностический.

Целевой компонент представленной модели включает: во-первых, развитие творческого потенциала студентов, формирование фундаментальных и теоретических научно-технических знаний студентов по данной дисциплине, профессиональных знаний и умений и их применения в будущей профессиональной инновационной инженерной деятельности, направленной на конкретную инженерную специальность; во-вторых, вырабатывает у студентов мотивацию к осознанному стремлению развивать свой творческий потенциал - залог будущей успешной инновационной инженерной деятельности. Взаимосвязь фундаментальных, профессионально-направленных и проектных знаний и умений оказывают комплексное влияние на курс "Механика". Цели рассматриваемой системы определяют и содержание учебного материала, которое включает фундаментальные законы, понятия естественнонаучных дисциплин, научно-технические теории, профессиональные и проектные знания.

Методологический компонент системы предполагает интеграцию основных положений существующих передовых методических подходов, обеспечивающих формирование у студентов способности к инновационной инженерной деятельности, принципов единства фундаментальности и профессиональной направленности с учетом индивидуальных особенностей студентов, на основе эффективности единства, взаимосвязи и взаимодополнения основного курса "Механика", сопутствующих развитию творческого потенциала курсов ("Основы инженерного творчества", "Патентоведение" и др.) и самостоятельной работы в условиях олимпиадной и научно-исследовательской среды.

Содержательный компонент состоит из фундаментальных законов, понятий, научно-технических теорий, изучаемых в общетехнических дисциплинах, профессионально направленных на решение проблем инженерных специальностей, учитывает непрерывность, преемственность, единство и взаимодополнение процесса обучения основного курса "Механика", сопутствующих курсов ("Основы инженерного творчества", "Патентоведение", и др.) и внеаудиторной работы студентов (в условиях олимпиадной среды, научных школ, НИРС, СКБ, и др.). Он также базируется на общедидактических и частнодидактических принципах и соответствующих им критериях отбора учебного материала. Содержание обучения помогает достичь поставленной цели, а ее постановка определяет содержание обучения.

Эти реализованные в учебном процессе методы способствуют развитию творческого потенциала студентов - залога их успеха в будущей инновационной инженерной деятельности. При использовании информационно-иллюстративного и репродуктивного методов осуществляется начальный этап изучения дисциплины "Механика". В ходе проблемного изложения преподаватель формулирует проблему в виде учебной или квазипрофессиональной задачи, решение которой требует творческих способностей студентов. Эту задачу преподаватель либо решает сам при активном участии студентов, либо создает условия для ее самостоятельного решения студентами. При частично-поисковом методе студенты самостоятельно исследуют часть учебного познавательного материала по выбранным ими алгоритмам или траекториям изучения физических явлений, процессов, механических систем (лабораторно-практические занятия, курсовое и дипломное проектирование, обучение в олимпиадной среде). Главное отличие исследовательского метода от других заключается в самостоятельности решения поставленных перед студентами задач (научные школы, НИРС, СКБ, хоздоговорные и госбюджетные темы, и др.).

инновационная инженерная деятельность студент технический

Рис.1. Структура инновационной инженерной деятельности

Рис.2. Модель методической системы формирования у студентов СИИД

При этом наряду с традиционными формами обучения (лекции, курсовое проектирование, лабораторные практикумы, практические занятия и др.) используются инновационные формы обучения (обучение в команде, обучение в олимпиадной среде, обучение посредством научно-технического исследования и др.), формирующие у студентов способность к инновационной инженерной деятельности.

В процессе обучения преподаватель выбирает соответствующие данному методу формы и средства обучения.

Средства обучения курса "Механика" на основе развития творческого потенциала - ядра инновационной инженерной деятельности - представляют собой систему заданий, включающую как задания к лекционным, практическим и лабораторным занятиям, так и задания к курсовым, проектно-конструкторским работам в единстве и взаимодополнении процесса изучения основного курса "Механика", сопутствующих курсов (основы инженерного творчества, патентоведение, и др.) и внеаудиторной работы студентов (в условиях олимпиадной среды, научных школ, НИРС, СКБ, и др.).

Диагностический компонент модели методической системы обучения механике предполагает регулярный мониторинг и диагностику развития элементов, входящих в структурные компоненты творческого потенциала студентов технических вузов, а также их готовность к осознанному выбору будущей профессиональной инновационной инженерной деятельности.

Выполненный в ходе исследования педагогический эксперимент среди студентов Мордовского государственного университета, обучающихся по направлению "Агроинженерия", позволил оценить эффективность использования описанной методической системы формирования СИИД. В ходе эксперимента уровень владения студентами перечисленными выше элементами инновационной инженерной деятельности оценивался по 3-х бальной порядковой шкале: 1 - низкий, 2 - средний, 3 - высокий. Количественная оценка уровня владения студентами перечисленными элементами СИИД определялась коэффициентом С, вычисляемым по формуле [2]:

С = (а + 2b + 3c) / 100,

где a, b, c - процентно выраженное количество студентов, находящихся на низком, среднем и высоком уровнях подготовки.

По полученным данным были построены диаграммы для экспериментальной и контрольных групп до и после эксперимента (см. рис.3).

Рис.3. Диаграммы изменения среднего показателя элементов, характеризующих способность к инновационной инженерной деятельности: а) - до эксперимента; б) - после эксперимента

Цифрами обозначено, соответственно: 1 - уровень владения фундаментальными знаниями; 2 - уровень владения общетехническими знаниями; 3 - уровень владения специальными знаниями; 4 - уровень владения междисциплинарными знаниями; 5 - способность решать творческие задачи; 6 - способность решать инженерные задачи; 7 - способность к проектированию и конструированию; 8 - способность к изобретательству; 9 - способность к постановке задачи; 10 - способность самостоятельно принимать решение; 11 - умение работать в команде; 12 - способность представлять решение в конечном виде; 13 - владение технологией производства.

Полученные данные свидетельствуют о том, что до эксперимента уровни развития указанных элементов и в экспериментальной, и в контрольных группах были примерно одинаковы и не превышали значения 1,6. Кроме того, несмотря на достаточный потенциал накопленных знаний по циклам учебных дисциплин, у студентов в целом по другим показателям оставалась низкая и неравная способность к инновационной инженерной деятельности. После проведения эксперимента в контрольной группе уровни развития элементов, характеризующих СИИД, сохранились примерно такими же, как и до него, сохранился и характер их распределения по осям диаграммы. А в экспериментальной группе эти уровни увеличились для всех элементов примерно в два раза и достигли величины свыше 2; но что самое важное, их значения выровнялись, и огибающая их кривая приблизилась по форме к окружности, описывая равномерность формирования элементов СИИД. В экспериментальных исследованиях рассматриваемой модели использовался непараметрический критерий Х² (кси-квадрат). Оказалось, что во всех случаях его значение [1] для контрольной группы ниже критического (Х² = 5,99), а для экспериментальной - выше. Это позволяет говорить о том, что достоверность различий в экспериментальной группе составляет 95%, а поэтому гипотеза исследований подтверждается.

Обобщая вышеизложенное, можно заключить, что современное общество нуждается в специалистах, способных к инновационной инженерной деятельности. Их подготовку в условиях технического вуза можно осуществить на основе методической системы формирования СИИД, основными положениями которой являются: формирование процесса образования на междисциплинарном подходе к обучению; интеграция фундаментальных и прикладных знаний; использование инновационных методов обучения; понимание неразрывной связи информации и опыта; привитие навыков творческого использования знаний в реальном деле; использование института интеллектуального права; формирование правового сознания студентов - важной составляющей образования будущих специалистов эпохи высоких технологий.

Литература