Змістово-технологічні аспекти розвитку творчого потенціалу майбутніх інженерів аграрного профілю

Виклад основного матеріалу

Концептуальною ідеєю факультативного курсу «Вступ до інженерної творчості», запропонованого студентам II курсу спеціальності 208 «Агроінженерія» Таврійського державного агротехнологічного університету імені Дмитра Моторного, було положення про те, що з перших днів оволодівання фахом студенти інженерних спеціальностей мають усвідомлювати, в чому полягатиме їх професійна діяльність, місце творчості для інженера, як нині працюють інженери провідних компаній, які застосовують підходи, методи, прийоми, засоби тощо. Без перебільшення можна сказати, що зміст курсу окреслює зміст подальшої інженерної освіти, спрямованої на підготовку майбутнього агроінженера до інноваційної діяльності, закладаючи основи та напрями розвитку творчого потенціалу, інженерного мислення, самостійності, цілеспрямованості, впевненості та бажання постійно розвиватися, а також даючи змогу сформувати необхідні навички для визначення проблеми, пошуку, винайдення та прийняття рішення, створення моделей для своїх ідей, застосування інженерних засобів, підготовки технічних звітів та презентацій. Крім того, зміст факультативу підбирався таким чином, щоб забезпечити органічний міждисциплінарний зв'язок, а також уможливити включення до програми підготовки студентів елементів навчального матеріалу проблемного характеру. Ці положення враховувалися в перебігу факультативних занять таким чином.

Насамперед варто зазначити, що зміст курсу та характер діяльності студентів і викладачів проектувалися так, щоб забезпечити позитивний вплив на творчий потенціал інженера. Особливістю курсу були короткі інтерактивні лекції-дискусії, під час яких студенти одночасно отримували необхідний мінімум теоретичного матеріалу та навчалися застосовувати отриману інформацію на практиці. Основні види діяльності включали аналіз, розмірковування, винахід, раціоналізаторство та проектування. При цьому введення будь-яких технік та методів діяльності супроводжувалося демонстрацією того, як вони працюють та використовуються на практиці інженерами провідних виробництв.

Курс розраховано на 30 академічних годин аудиторних занять протягом 15 навчальних тижнів. Через специфіку змісту курсу кількість часу на самостійну роботу суворо не регламентувалася, проте планувалася до 6 годин самостійної роботи на тиждень. Необхідна кількість часу на самостійну роботу визначалася індивідуально кожним студентом і не перевищувала запланованого ресурсу. професійний творчий технологічний агроінженер

Після закінчення курсу прогнозувалося, що студенти отримають змогу:

1) засвоїти та застосовувати алгоритм інженерного проектування для визначення проблеми, її системного аналізу, пошуку або розроблення інженерних рішень, аргументованого вибору оптимального рішення, моделювання, тестування прототипу продукту або конструкції, яка відповідає певним вимогам та обмеженням, використовуючи основні методи управління проектною діяльністю;

2) використовувати відповідні інструменти та програмне забезпечення для збору та аналізу даних, для опису і прогнозування поведінки конструкцій та обґрунтування проектних рішень на основі відповідних моделей;

3) оцінювати якість власної роботи та роботи інших людей за допомогою відповідних методів;

4) складати звіт про свою проектну діяльність та її результати, а також створювати мультимедійну презентацію результатів своєї творчої діяльності, дотримуючись певних вимог щодо стилю, формату, змісту, включаючи пояснення та обґрунтування основних аспектів проекту;

5) здійснювати саморефлексію щодо своїх сильних та слабких сторін, здобутих інженерних навичок, формування уявлення про інноваційну інженерну діяльність та визначення напряму власного потенційного внеску як інженера - «генератора ідей», інженера, який розробляє рішення, організує та реалізує проекти.

Орієнтовний навчально-тематичний план факультативу включав такі теми: Інноваційна інженерна діяльність. Суть та алгоритм інженерного проектування. Визначення та аналіз проблеми. Техніки генерування ідей. Прийняття аргументованих рішень. Системи автоматичного проектування. Технічна комунікація. Методи управління проектом. Моделювання. Методи структурного аналізу. Основи автоматизації. Програмування Arduino. Оцінювання інженерного рішення. Фінансовий аналіз. Перспективи інженерної діяльності. Коротко дамо характеристику змісту та формам діяльності студентів під час роботи на курсі.

Студентам пропонувалися інтерактивні міні- лекції за всіма темами, які у вигляді діалогу допомагали засвоїти ключові поняття, а через демонстрацію способів та засобів діяльності - отримати певний інструктаж та основу для подальшого самостійного застосування. Крім того, у вигляді відеолекцій були представлені виступи провідних експертів інженерної галузі. Для інформаційної підтримки студенти отримували посилання на безплатні відкриті освітні ресурси, з матеріалами яких вони могли працювати протягом навчання на курсі та після його закінчення, розвиваючи навички самостійного встановлення цілей навчання, пошуку, вибору ресурсів, прийомів та засобів навчання.

Зворотний зв'язок здійснювався в різних формах протягом усього курсу шляхом застосування дощок обговорення, де висвітлювалися питання, труднощі та проблеми, пов'язані з виконанням завдань, та рефлексії, яка була спрямована на покращення результатів творчої діяльності і здійснювалася за наданими критеріями, вказівками та рекомендаціями самостійно, іншими студентами (що є окремою діяльністю, націленою на опанування навичок надавати обґрунтовані змістовні відгуки однокурсникам) та викладачами-інструкторами.

Перше творче завдання включало створення оболонки для власного портфоліо на платформі Weebly зі сторінками «Про себе», «Навички», «Проекти» та «Питання і відповіді», що дало змогу студентам критично оцінити той матеріал, який вони опрацьовували протягом навчання на курсі, а також сформувати власний «професійний портфель», який унаочнює різноманітні інженерні навички, уміння та власні розробки або проекти випускника, що накопичуються протягом навчання в університеті.

Курс включав два блоки. На заняттях першого блоку студенти отримували базову інформацію про інноваційну інженерну діяльність, місце, роль та ступінь відповідальності сучасного інженера, а також задачі, з якими фахівці мають справу та сучасні підходи, методи і засоби, якими оперують провідні експерти. Для засвоєння матеріалу та відпрацювання навичок, необхідних для розроблення інноваційних рішень, протягом 5 тижнів майбутні агроінженери працювали над першим проектом, для якого кожен студент визначав проблему і розроблював концептуальне рішення. Результатом мала стати «остаточна пропозиція» власного інженерного рішення «споживачеві» у вигляді презентації.

Робота над проектом починалася із введення теми «Визначення та аналіз проблеми», після чого учасники факультативу отримали завдання поміркувати над тими незручностями, з якими вони стикаються щодня і які можна класифікувати та вирішити як інженерну проблему з визначенням особливостей, потреб та вимог «споживача», які потім становлять основу для вигадування ідей, розроблення концепцій та прийняття рішень. На занятті «Техніки генерування ідей» студенти отримували теоретичну інформацію та практичні рекомендації щодо методів мозкового штурму, техніки SCAMPER та методу «Випадковий стимул (Random Stimulus)», які потім було застосовано для винайдення ідей рішення визначеної раніше проблеми.

Наступний етап роботи над проектом потребував вибору із низки запропонованих рішень. На занятті «Прийняття аргументованих рішень» студенти засвоювали методику обґрунтованого вибору з певної кількості рішень на основі раніше визначених критеріїв методом багатокритеріальної оптимізації, аналізуючи, як конструкція (або концепція інженерного рішення) відповідає потребам замовника.

Під час оволодіння курсом формувалися базові навички роботи з доступними для новачків системами САПР, сучасними засобами професійної комунікації, складання звітів, презентацій, технічної документації тощо.

Другий блок занять було присвячено роботі над груповим проектом. За легендою, до конструкторського бюро надійшло замовлення на розроблення польового розвідника. Групам студентів (3-4 учасники) надавалася змога самостійно уточнити вихідні дані (агрофон, на якому застосовуватиметься розвідник або культура, у процесі вирощування якої необхідні інноваційні інженерні рішення, а також призначення конструкції). Після визначення вихідних даних групи відпрацьовували вже відомий їм цикл проектування. Технічна сторона проекту передбачала вибір типу рушіїв та аналізу стійкості конструкції. Для виконання цієї частини проекту студенти отримували мінімальний обсяг теоретичної інформації з теорії тракторів і автомобілів, достатній для виконання нескладного аналізу за допомогою запропонованих програмних засобів.

Наступним кроком було введення елементів автоматизації окремих функцій конструкції. Метою цього кроку було поверхневе знайомство з проблемою, встановлення міждисциплінарних зв'язків та введення поняття автоматизації, коли виключення людини з технологічного процесу вимагає від інженера-розробника особливо ретельного розмірковування та прогнозування результатів автоматизації конструкцій. На цьому етапі студенти отримували базову інформацію про цілі, переваги, напрями та засоби автоматизації, сучасні підходи до процесу автоматизації на прикладі застосування уніфікованої мови моделювання (Тітова, 2019), різновиду моделей, які допомагають візуально представляти поведінку конструкції чи взаємодію її з оточуючим середовищем, а також типи сенсорів із посиланням на повноцінні курси відповідних дисциплін у подальшій підготовці на 3-4 роках навчання.

Після ґрунтовного аналізу своїх конструкцій як складних систем студенти додають ще одне уміння до своєї інженерної панелі інструментів, продовжуючи роботу з важливою задачею - автоматизацією окремих систем конструкції, навчаючись програмувати роботу пристрою таким чином, щоб вона відповідала розробленим на попередньому етапі моделям.

Завершуючи роботу над проектом, студенти опановували останні етапи процесу проектування, навчаючись тестувати, оцінювати розроблену конструкцію, розробляти і застосовувати тест для перевірки відповідності конструкції усім вимогам, які було визначено із «замовником» на початку роботи над проектом. Останньою процедурою був фінансовий аналіз конструкції, яку розроблювали студенти. Отримавши на лекції алгоритм розрахунків та приклади, студенти з'ясовували, чи є застосування конструкції вигідним або невигідним, до того ж їм було запропоновано поміркувати про те, як розроблена конструкція може використовуватися для отримання додаткового прибутку і що необхідно для цього покращити або переробити. Після закінчення проекту студенти мали скласти остаточний звіт, продемонструвавши навички роботи з технічною документацією, представити та захистити результати своєї творчої діяльності.

Варто зауважити, що про кожен крок, кожен «інструмент» (інженерний засіб) студенти звітували на сторінках свого портфоліо. Крім того, вони запрошувалися до оцінювання проміжних результатів, які отримували інші робочі групи, виступаючи «експертами», та обов'язково здійснювали саморефлексію з аналізом власного внеску в результат, який отримала група, на основі чого відбувалося оцінювання роботи кожного окремого студента. Для закріплення теоретичної інформації студентам пропонувалися проміжні тести.

Для активізації міжгрупової взаємодії була запроваджена «дошка обговорень», де студенти могли поділитися результатами з одногрупниками та отримати їх відгуки, поставити питання та обговорити труднощі. Крім того, інструктори також долучалися до участі в «дошці обговорень» зі студентами з метою надання додаткової інформації, розповсюдження позитивного досвіду, а також моніторингу стану на певних етапах та особливостей роботи своїх студентів. Слід зауважити, що до висловлень на дошці обговорень висувалися певні вимоги (стиль, норма лексики, відсутність негативних відгуків та суворих суджень тощо).

Висновки

Підсумовуючи, варто зазначити, що факультативний курс «Вступ до інженерної творчості» здатен надати майбутнім інженерам необхідну базу, на основі якої в подальшому розвиватиметься творчий потенціал та визначатимуться подальші напрями професійного розвитку студентів агроінженерних спеціальностей. Шляхом опанування алгоритму проектування та опрацювання певних засобів, які застосовуються сучасними інженерами, студенти усвідомлюють та набувають досвіду у вирішенні конкретної проблеми.

Протягом навчання на курсі студенти поверхнево торкаються певних технічних питань, які за необхідності поглиблюються протягом подальшого навчання. Результати творчої діяльності, відображені у портфоліо, мають започаткувати накопичення серйозного «професійного портфелю» майбутнього інженера, який може застосовуватися для рекомендації потенційному роботодавцю, а також у майбутній професійній діяльності.

Список використаних джерел

1. Джеджула О.М. Сучасні освітні технології у професійній підготовці фахівців аграрного профілю: колективна монографія викладачів Вінницького національного аграрного університету та технологічно-промислового коледжу ВНАУ / За ред. О.М. Джеджули. Вінниця: ТОВ «Нілан-ЛТД», 2015. 214 с.

2. Кошук О.Б. Теоретичні і методичні засади формування професійної компетентності майбутніх фахівців із агроінженерії: автореф. дис. ... док. пед. наук: 13.00.04. Глухів, 2019. 38 с.

3. Spector, J.M. Foundations of educational technology: Integrative approaches and interdisciplinary perspectives. Routledge, 2015. 216 p.

4. Titova, O.A. Innovative tools for engineering creativity development. Building academic connections: Proceedings of the 4^th International Congress on Social Sciences and Humanities. Vienna: Premier Publishing s.r.o., Accent Graphics Communications LLC, 2019. P 3-6.

5. Trimmer, W., Hawes, P Inquiry-based Learning for Science, Technology, Engineering, and Math (STEM) Programs: A conceptual and practical resource for educators. Inquiry-Based Learning for Science, Technology, Engineering, and Math (Stem) Programs: A Conceptual and Practical Resource for Educators. Innovations in Higher Education Teaching and Learning / Ed.P Blessinger, J. Carfora. United Kingdom: Emerald Group Publishing Limited, 2015.

6. Vries, P., Klaassen, R., Kamp, A. Emerging technologies in engineering education: can we make it work? Proceedings of the 13th International CDIO Confe rence, University of Calgary. Calgary, Canada, 2017.

References

1. Dzhedzhula, O.M. Suchasni osvitvi tekhnolohii u profesiinii pidhotovtsi fakhivtsiv ahrarnoho profiliu : kolektyvna monohrafiia vykladachiv Vinnytskoho natsionalnogo ahrarnoho universytetu ta tekhnolohichno-promyslovoho koledzhu VNAU / Ed. O.M. Dzhedzhula. [Modern educational technologies in professional training of agrarian experts: a collective monograph of teachers of Vinnitsa National Agrarian University and VNAU College of Technology and Industry]. Vinnytsia : Nilan-LTD, 2015. 214 p. [in Ukrainian].

2. Koshuk, O.B. Teoretychni ta metodychni zasady formuvannia profesiinoi kompetentnosti maibutnikh fakhivtsiv iz ahroinzhenerii. [Theoretical and methodical principles of forming professional competence of future specialists in agroengineering]. Dissertation abstract for obtaining the scientific degree of Doctor of Pedagogical Sciences in specialty 13.00.04. Hlukhiv, 2019. 38 p. [in Ukrainian]

3. Spector, J.M. Foundations of educational technology: Integrative approaches and interdisciplinary perspectives. Routledge, 2015. 216 p. [in English]

4. Titova, O.A. Innovative tools for engineering creativity development. Building academic connections: Proceedings of the 4^th International Congress on Social Sciences and Humanities. Vienna: Premier Publishing s.r.o., Accent Graphics Communications LLC, 2019. P 3-6. [in English]

5. Trimmer, W., Hawes, P Inquiry-based Learning for Science, Technology, Engineering, and Math (STEM) Programs: A conceptual and practical resource for educators. Inquiry-Based Learning for Science, Technology, Engineering, and Math (Stem) Programs: A Conceptual and Practical Resource for Educators. Innovations in Higher Education Teaching and Learning / Ed.P Blessinger, J. Carfora. United Kingdom : Emerald Group Publishing Limited, 2015. [in English]

6. Vries, P., Klaassen, R., Kamp, A. Emerging technologies in engineering education: can we make it work? Proceedings of the 13th International CDIO Confe rence, University of Calgary. Calgary, Canada, 2017. [in English].

Размещено на allbest.ru