Размещено на http://www.allbest.ru/

Моделирование процесса подготовки к инновационной деятельности в системе многоуровневого образования

Постановка проблемы

Формирование национальной инновационной системы и ее инфраструктуры, становление и развитие инновационной экономики обусловливает все большую потребность науки, образования, промышленности, бизнеса в специалистах, способных к инновационной деятельности, представляющей собой совокупность научных, технологических, организационных, финансовых и коммерческих мероприятий, направленных на получение технологически новых или улучшенных продуктов или процессов [10]. В связи с этим актуальной задачей является разработка моделей и технологий подготовки специалистов инновационного типа в системе многоуровневого профессионального образования.

Под педагогическим моделированием понимают процесс построения педагогических моделей, заключающийся в отображении формы существования, строения, состава и структуры функционирования или развития педагогического объекта через раскрытие компонентного состава и внутренних связей, через определение параметров, обеспечивающих возможность качественного и количественного анализа динамики изменений исследуемого педагогического явления [5].

В настоящее время общепризнанным является подход к построению моделей подготовки в вузе на основе моделей специалистов соответствующих профилей. Большинство разработчиков этой проблемы понимают под моделью специалиста «описательный аналог его деятельности, выраженной в репрезентативных характеристиках выделяемых в исследовании условий функционирования и существования интересующей нас совокупности специалистов» [5]. При моделировании подготовки будущего специалиста осуществляется проекция требований к специалисту на требования к содержанию и организации учебного процесса.

При разработке моделей подготовки специалистов ставятся и реализуются цели разного уровня: стратегические (цели, выражающиеся в конкретных отдаленных результатах развития системы профессионального образования); тактические (цели по изменению подготовки специалистов, как в целом, так и на отдельных ее этапах); оперативные (цели решения конкретных вопросов, задач, возникающих в процессе обучения) [6].

Главной целью традиционного подхода к моделированию содержания образовательных программ и организации учебного процесса в техническом вузе является обеспечение соответствия выпускника квалификационным требованиям. В связи с распространением компетентностного подхода к проектированию образовательных стандартов [1, 2] должен измениться и подход к моделированию процесса подготовки специалистов: модель подготовки бакалавра, дипломированного специалиста и магистра техники и технологии должна основываться на описании того, каким набором профессиональных и социально-личностных компетенций должен обладать выпускник вуза.

Анализ последних исследований и публикаций. Для описания педагогических систем и процессов наибольшее распространение получили различного рода логико-математические модели, которые составляются на основе анализа педагогического процесса в вузе и дидактического эксперимента. При этом в качестве объектов моделирования выступают как система подготовки специалиста в вузе в целом, так и отдельные элементы этой системы [5, 9, 10]. При моделировании подготовки студентов к инновационной деятельности для анализа структурно-содержательных и организационно-процессуальных компонентов учебного процесса целесообразно использовать SADT-методологию (Structured Analysis and Design Technique - технология структурного анализа и проектирования), позволяющую получить функциональные модели различных уровней [3].

В [8] приведена функциональная модель управления подготовкой инновационных менеджеров в регионе. Однако в научно-педагогической литературе пока не нашли отражения функциональные модели нацеленные на формирование и развитие готовности бакалавров, дипломированных специалистов и магистров к инновационной деятельности.

Постановка задачи. В основе SADT-методологии и стандарта IDEF0 лежат четыре основных понятия [6]:

Первым из них является понятие функционального блока, который графически изображается в виде прямоугольника и представляет собой некоторую конкретную функцию в рамках рассматриваемой системы.

Вторым основным понятием методологии IDEF0 является понятие интерфейсной дуги, представляющей элемент системы, который обрабатывается функциональным блоком или оказывает иное влияние на функцию, отображенную функциональным блоком. Графическим образом интерфейсной дуги является однонаправленная стрелка. С помощью интерфейсных дуг отображают различные объекты, в той или иной степени определяющие процессы, происходящие в системе.

Третьим основным понятием стандарта IDEF0 является декомпозиция. При разбиении сложного процесса на составляющие его функции уровень детализации определяется разработчиком модели. Декомпозиция позволяет постепенно и структурированно представлять модель системы в виде иерархической структуры отдельных диаграмм, что делает ее менее перегруженной и легко усваиваемой.

Модель IDEF0 всегда начинается с представления системы как единого целого - одного функционального блока с интерфейсными дугами, простирающимися за пределы рассматриваемой области. Такая диаграмма с одним функциональным блоком называется контекстной и обозначается идентификатором «А-0». В пояснительном тексте к контекстной диаграмме должна быть указана цель построения диаграммы в виде краткого описания и зафиксирована точка зрения на систему. Определение и формализация цели разработки IDEF0-модели - крайне важный момент. Фактически цель выявляет соответствующие области в исследуемой системе, на которых следует фокусироваться в первую очередь.

В процессе декомпозиции функциональный блок, который в контекстной диаграмме отображает систему как единое целое, подвергается детализации на другой диаграмме. Получившаяся диаграмма второго уровня содержит функциональные блоки, отображающие главные подфункции функционального блока контекстной диаграммы, и называется дочерней по отношению к нему. В свою очередь, функциональный блок «А-0» называется родительским по отношению к дочерней диаграмме, а диаграмма, к которой он принадлежит - родительской диаграммой. Каждая из подфункций дочерней диаграммы может быть далее детализирована путем аналогичной декомпозиции соответствующего ей функционального блока.

В том случае, когда отдельные интерфейсные дуги не имеет смысла продолжать рассматривать в дочерних диаграммах ниже определенного уровня иерархии или отдельные дуги не имеют практического смысла выше какого-то уровня задач в стандарте IDEF0 предусмотрено понятие туннелирования.

Последним из понятий IDEF0 является глоссарий. Для каждого из элементов IDEF0 - диаграмм, функциональных блоков, интерфейсных дуг - существующий стандарт подразумевает создание и поддержание набора соответствующих определений, ключевых слов, повествовательных изложений, которые характеризуют объект, отображенный данным элементом. Глоссарий гармонично дополняет наглядный графический язык, снабжая диаграммы дополнительной информацией.

В статье описаны IDEF0-модели различного уровня, нацеленные на формирование и развитие готовности бакалавров, дипломированных специалистов и магистров к инновационной деятельности, представленные в компетентностном формате и в формате компонентов готовности к инновационной деятельности.

Изложение основного материала

Построение моделей подготовки к инновационной деятельности в формате компетенций. Обобщенная IDEF0-диаграмма формирования специалиста инновационного типа показана на рис. 1.

Рис. 1. IDEF0-диаграмма процесса формирования компетентности будущих специалистов в области инновационной деятельности (ИД)

Целью разработки IDEF0-модели является оптимизация процесса подготовки бакалавров, дипломированных специалистов и магистров техники и технологии к инновационной деятельности.

В качестве входящих интерфейсных дуг системы выступают актуальность и привлекательность профессии, познавательный, коммуникативный и творческий потенциал личности абитуриента, в качестве управляющих интерфейсных дуг - законодательно-нормативные документы, регламентирующие деятельность вуза (образовательные стандарты, учебные и рабочие планы и программы, стандарты предприятия, в том числе стандарты менеджмента качества и т.д.).

В качестве дуг-механизмов выступают кадровый состав и квалификация преподавателей и сотрудников, материально-техническая база, учебно-методическое и программное обеспечение, инновационные технологии обучения, научно-исследовательский и инновационный потенциал вуза.

Выходящие интерфейсные дуги отображают социально-личностные и профессиональные компетенции специалиста инновационного типа, показателями которых могут служить уровень готовности специалиста к инновационной деятельности, трудоустройство выпускников в соответствии с полученной квалификацией и др.

На рис. 2 показана декомпозиция IDEF0-модели формирования профессиональной компетентности бакалавров, дипломированных специалистов и магистров техники и технологии в сфере инновационной деятельности в соответствии со структурой профессиональной компетентности.

Рис. 2. IDEFO-модель формирования отдельных типов профессиональных компетенций

На каждом этапе формирования компетенций можно выделить общие элементы управления и механизмы воздействия на функциональные блоки и частные, которые характерны только для отдельных этапов. Например, такой элемент, как программное обеспечение, будет заметно отличаться для функциональных блоков «Сформировать базовые (ключевые) компетенции» и «Сформировать специальные компетенции».

Каждый из приведенных на рис. 2 блоков можно представить в виде дочерней IDEF0-диаграммы. На рис. 3 показана декомпозиция блока 4 IDEF0-модели формирования отдельных типов компетенций, целью которой является оптимизация процесса формирования специальных компетенций магистров техники и технологии в сфере инновационной деятельности. Более подробно дидактические условия формирования специальных компетенций магистров техники и технологии в сфере инновационной деятельности представлены в [7].

Рис. 3. IDEF0-модель формирования блока специальных компетенций магистра техники и технологии

В качестве входящих интерфейсных дуг системы выступают уровень сформированности базовых, общепрофессиональных, профессионально-профилированных и социально-личностных компетенций студентов.

В качестве управляющих интерфейсных дуг наряду с законодательно-нормативные документами, регламентирующими деятельность вуза (У), выступают основные направления развития национальной инновационной системы, требования работодателей, программа курса «Прогнозирование и стратегический менеджмент инновационных процессов» (У1), содержание курсов «Основы инновационной деятельности», «Теория и технология инноваций в научно-технической и образовательных областях», программы научно-исследовательской практики, требования к подготовке магистерской диссертации (У2), программа научно-педагогической практики (У3).

В качестве дуг-механизмов наряду с общим для всех элементов системы ресурсным обеспечением выступают бизнес-инкубаторы (Р1), инновационные и научно-образовательные центры, технопарки и другие инновационные структуры (Р2), инновационные технологии обучения (Р3).

В качестве выходящих интерфейсных дуг выступают социально-личностные и профессиональные компетенции магистра техники и технологии в сфере инновационной деятельности.

Каждый из приведенных на рис. 3 блоков также можно представить в виде дочерней IDEF0-диаграммы. На рис. 4 показана декомпозиция блока 1 IDEF0-модели формирования специальных компетенций магистра техники и технологии.

Рис.4. Модель формирования кластера компетенций менеджмента инновационной деятельности (ИД)

Эту модель можно описать аналогичным образом на основе проведения структурного анализа входящих, выходящих, управляющих интерфейсных дуг и дуг-механизмов. Рассмотрим алгоритм описания модели на примере функционального блока «Уметь организовывать коллектив исполнителей для выполнения инновационных проектов». На выходе магистр техники и технологии должен уметь использовать потенциал членов команды, определять персонализацию задач в общекомандной работе, добиваться личной ответственности членов команды за конкретный функционал, делиться опытом и информацией с членами команды, соответствовать ролевой позиции в команде, вдохновлять членов команды; оценивать результативность работы членов команды, оказывать поддержку по стратегическим вопросам инновационных проектов. Управление процессом формирования перечисленных компетенций осуществляется через организацию потоков информации по вопросам инновационного менеджмента (У3); в качестве механизмов (Р3) можно использовать групповое проектирование, тренинги, деловые игры и другие развивающие корпоративную культуру методы обучения.

Моделирование процесса подготовки в формате готовности к инновационной деятельности. Близким к компетентностному подходу в проектировании и реализации образовательного процесса является подход, основанный на определении компонентов готовности к профессиональной деятельности и ориентации образовательного процесса на формирование готовности специалиста к конкретным видам профессиональной деятельности. Готовность к профессиональной деятельности определяют как практико-ориентированную компетентность.

Модель первого уровня не отличается от IDEF0-диаграммы, представленной на рис. 1, поскольку готовность к профессиональной деятельности можно трактовать как практико-ориентированную компетентность. Практически одинаковый вид имеют и IDEF0-диаграммы формирования профессиональной компетентности (готовности) в сфере инновационной деятельности для различных уровней подготовки (рис. 5).

Рис. 5. IDEF0-модель формирования готовности бакалавров, дипломированных специалистов и магистров к индивидуальной деятельности

Однако дочерние IDEF0-диаграммы (рис. 6, 7) будут отличаться от дочерних диаграмм, представленных на рис. 2, 3, 4, поскольку целью моделирования является формирование не компетенций, а компонентов и элементов готовности.

На рис. 6 показаны связи разного уровня между функциональными блоками компонентов готовности к профессиональной деятельности.

Мотивационный компонент выражает положительное отношение к деятельности, осознание личностной и профессиональной значимости приобретаемых знаний, умений, навыков, устойчивый познавательный интерес к решению профессиональных задач. Эмоционально-волевой компонент включает целеустремленность, сильную волю к преодолению внешних и внутренних преград в процессе решения профессиональных задач, ответственность за достижение поставленных образовательных целей. Когнитивный компонент связан с наличием инженерных и психологических знаний об объекте и субъекте труда, с умением обобщать, систематизировать и применять знания при выполнении профессиональных функций. Операциональный компонент включает профессиональное мышление, умения и навыки решения задач, индивидуальный стиль деятельности. Информационный компонент представляет собой готовность к использованию современных информационных технологий и систем в профессиональной деятельности.

Мотивационный (1) и эмоционально-волевой (2) компоненты готовности к инновационной деятельности являются управляющими для блоков 3, 4, 5. На входе в функциональный блок «Сформировать операциональный компонент готовности к ИД» студент должен обладать сформированным когнитивным компонентом готовности (выходная дуга блока 3 является входной дугой блока 5). Выходная дуга блока 4 будет дугой-механизмом (Р5) для блока «Сформировать операциональный компонент готовности к ИД», поскольку разрабатывать технические и технологические инновации невозможно без широкого использования возможностей современных информационных технологий и систем как общего, так и специального назначения.

Рис. 6. Модель формирования компонентов готовности будущих специалистов к инновационной деятельности

Целью разработки IDEF0-модели, представленной на рис. 7, является оптимизация процесса формирования операционального компонента готовности к инновационной деятельности у студентов инженерных специальностей.

В качестве входящих интерфейсных дуг системы выступают интерес к инновационной деятельности, система общепрофессиональных знаний, навыки использования информационных технологий и систем и самоорганизации студента.

В качестве управляющих интерфейсных дуг наряду с законодательно-нормативные документами, регламентирующими деятельность вуза (У), выступают содержание курсов «Методы научно-технического творчества», «Методология научных исследований», проблемный и эвристический методы обучения (У1), курс «Теория и технология инноваций в научно-технической и образовательной областях», методические указания к организации научно-исследовательской практики магистров, подготовке магистерских диссертаций (У2), тренинги, деловые игры (У3), курсы «Основы инновационной деятельности», «Прогнозирование и стратегический менеджмент инновационных процессов» (У4).

Рис. 7. Декомпозиция функционального блока «Сформировать операциональный компонент готовности» IDEF0-модели формирования компонентов готовности к ИД

В качестве дуг-механизмов наряду с общим для всех элементов системы ресурсным обеспечением выступают банк проблемных задач (Р1), лабораторная база вуза, научно-образовательные и инновационные центры, технопарки и другие инновационные структуры (Р2), тренажеры, научные семинары, конкурсы, участие в работе над инновационными проектами в составе творческих групп (Р3), гранты (Р4).

В качестве выходящих интерфейсных дуг выступают готовность специалиста к выполнению всех этапов инновационного проекта.

Процесс детализации моделей подготовки специалистов к инновационной деятельности можно продолжать и дальше путем аналогичной декомпозиции соответствующих функциональных блоков диаграммы, представленной на рис. 7. Например, необходимым элементом формирования умения планировать и выполнять НИОКР является овладение студентами практическими навыками проведения инженерного эксперимента, в том числе навыками проектирования экспериментальных установок и техникой измерения параметров исследуемых процессов. Для определения путей достижения этой цели следует провести декомпозицию функционального блока 2 IDEF0-модели и выявить отношения между функциональными блоками.

На рис.8 показана диаграмма, позволяющая провести структурный анализ процесса формирования готовности студентов к проведению инженерного эксперимента и разделить его на отдельные этапы: планирования инженерного эксперимента и корректировки хода эксперимента; проведения монтажа и наладки экспериментальной установки; организации инженерного эксперимента с учетом техники безопасности; сбора, обработки и анализа результатов экспериментальных исследований. Выделение отдельных этапов позволяет определить для каждого из них информационные и материально-технические ресурсы, что позволяет оптимизировать процесс формирования теоретических и практических навыков проведения исследований технических систем и объектов.

Рис.8. IDEF0-диаграмма процесса формирования готовности к проведению инженерного эксперимента (ИЭ)

Выводы

При моделировании процесса подготовки бакалавров, дипломированных специалистов и магистров техники и технологии на основе рассмотренных подходов - представления моделей в компетентностном формате и в формате компонентов готовности к инновационной деятельности - необходимо учитывать различие наборов компетенций и показателей готовности к профессиональной деятельности для образовательных программ различного уровня.

Моделирование дидактической системы подготовки к инновационной деятельности на основе SADT-методологии позволяет:

· выделить основные функциональные блоки в системах различного иерархического уровня и сформулировать функции в формате компетенций и готовности к инновационной деятельности;

· выявить связи между отдельными функциональными блоками IDEF0-диаграмм и определить характер их взаимовлияния;

· определить структуру основных управляющих и ресурсных потоков для моделей различных уровней;

· определить механизмы формирования инновационной культуры в системе многоуровневой подготовки инженерных и научно-технических кадров.

Перспективы дальнейших исследований. Планируется продолжение исследований в направлении построения и анализа динамических моделей образовательного процесса в формате IDEF3 (например, в виде сетей Петри), позволяющих произвести оптимизацию параллельной подготовки специалистов.

Литература

многоуровневый профессиональный образование инновационный

1. Байденко В.И. Компетентностный подход к проектированию государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования (методологические и методические вопросы): метод. пособие / В.И. Байденко. - М.: Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов, 2005. - 114 с.

2. Бородин Ю.И. Использование профессиограмм для компетентностно-ориентированного подхода в профессиональном образовании / Ю.И. Бородин // Сб. науч. докл. «Теория и методика непрерывного профессионального образования». - М.: Институт содержания и методов обучения, 2006. - С. 17-21.

3. Верников Г. Основные методологии обследования организаций. Стандарт IDEF0 // http://www.cfin.ru/vernikov/idef0.

4. Кирсанов А.А. Методологические проблемы создания прогностической модели специалиста / А.А. Кирсанов. - Казань: КГТУ, 2000. - 228 с.

5. Колесникова И.А. Педагогическое проектирование: учеб. пособие / И.А. Колесникова, М.П. Горчакова-Сибирская. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 228 с.

6. Марка Д., МакГоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. - М.: Метатехнология, 1992. - 239 с.

7. Муратова Е.И. Дидактические условия повышения эффективности подготовки магистров к инновационной деятельности в условиях регионального технического вуза / Е.И. Муратова, С.В. Осина // Инновации. - 2006. - № 10. - С. 24-27.

8. Никитенко С.С. Коучинг-технологии в целевой подготовке творческих инженеров / С.С. Никитенко // Сб. трудов междунар. конф. «Опережающее инновационное образование и подготовка специалистов в области техники и технологии». - Томск: ТПУ. - 2007. - С.71 - 73.

9. Осина С.В. Модель формирования готовности магистров техники и технологии к инновационной деятельности / С.В. Осина // Материалы научно-практ. конф. «Российские вузы и Болонский процесс» 16-19 окт. 2006 г. - Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2006. - С. 6-8.

10. Федоров И.В., Лезина О.В. Модели формирования готовности выпускников инженерных вузов к инновационной деятельности // Изв. междунар. акад. наук высш. шк. - 2005. - №4 (34). - С. 94-107.

Размещено на Allbest.ru