Сервисное обучение в инженерном образовании
Многие преподаватели инженерного дела рассматривают сервисное обучение как решение нескольких распространенных проблем в инженерном образовании сегодня. В прошлом учебная программа по инженерному делу колебалась между упором на инженерные науки и акцентом на практических аспектах инженерного дела. Сегодня многие преподаватели инженерного дела обеспокоены тем, что их ученики не получают достаточно практических знаний в области инженерного дела и его контекста. Некоторые предполагают, что добавление контекста к инженерному делу помогает мотивировать студентов-инженеров на учебу и, таким образом, улучшить удержание и разнообразие в инженерных школах. Другие считают, что стили преподавания не соответствуют стилям обучения студентов инженерных специальностей.
Многие преподаватели инженерных факультетов считают, что образовательное решение заключается в использовании более конструктивистского подхода, при котором студенты создают знания и связи между узлами знаний, а не пассивно усваивают знания. Преподаватели рассматривают сервисное обучение как способ реализовать конструктивизм в инженерном образовании, а также согласовать стили преподавания со стилями обучения типичных студентов-инженеров. В результате многие инженерные школы начали интегрировать сервисное обучение в свои учебные программы.
История
[ редактировать ]Окончание Второй мировой войны ознаменовало начало движения к усилению внимания инженерным наукам в инженерном образовании. Первоначально это движение повысило качество инженерного образования. Однако после десятилетий растущего внимания к научной инженерии в бакалаврском инженерном образовании стало не хватать инструкций по практическим инженерным приложениям. Одновременно с этим студенческий инженерный опыт становился все более фрагментированным. [1] Как описал это один автор: «Школы разбивают знания и опыт на предметы, безжалостно превращая целое в части, цветы в лепестки, историю в события, никогда не восстанавливая преемственность». [2]
В 1980-е годы множество различных организаций, включая как научно-исследовательские институты, так и профессиональные ассоциации, проводили исследования, пытаясь решить образовательные проблемы в инженерной сфере. Хотя они проводили свои исследования независимо, они пришли к нескольким общим выводам. Исследователи согласились, что инженерные школы должны продолжать предоставлять глубокие базовые теоретические знания. Тем не менее, они также призвали уделять больше внимания синтезу и пониманию дизайна, а также уделять больше внимания социальному контексту и междисциплинарной командной работе. [1] В более поздних отчетах вновь подчеркивалась необходимость большего ознакомления с контекстом инженерного дела, а также необходимость сделать инженерное дело более привлекательным и актуальным для студентов. [3] В документах также сообщается о необходимости развития студентами-инженерами профессиональных навыков и навыков межличностного общения. [4]
Инженерное образование сегодня
[ редактировать ]Сегодня требования к инженерным программам отражают стремление решить проблемы инженерного образования, обнаруженные в прошлых исследованиях. Многие преподаватели инженерного дела рассматривают сервисное обучение как способ улучшить свои программы, знакомя студентов с инженерным контекстом, а также давая им возможность развивать профессиональные и межличностные навыки. Эти ценности отражены в стандартах Совета по аккредитации техники и технологий (ABET) для инженерных школ. Чтобы инженерная программа сохраняла аккредитацию, ABET требует, чтобы они «продемонстрировали, что их студенты получают широкое образование, необходимое для понимания влияния инженерных решений в глобальном, экономическом, экологическом и социальном контексте». [5]
Педагогические последствия
[ редактировать ]- Конструктивизм
Метод сервисного обучения хорошо связан с философией преподавания, известной как конструктивизм . Конструктивизм – это образовательная теория, основанная на психологии и социологии. [6] [7] Он утверждает, что учащиеся конструируют знания на основе предыдущих знаний, а не пассивно поглощают знания из внешних источников. [6] [7] [8] Более того, обучение включает в себя как создание новых фактических знаний, так и понимание связей между различными узлами знаний. [9] Сервисное обучение обеспечивает среду, в которой учащиеся могут активно накапливать знания, участвуя в реальных проектах. Часть служебного обучения, посвященная размышлениям, дает учащимся время для создания связей между старыми и новыми знаниями.
Несмотря на то, что конструктивизм принимается многими, некоторые преподаватели критикуют конструктивизм как с эпистемологической , так и с педагогической точки зрения. С педагогической точки зрения критики утверждают, что конструктивистский подход дает учащимся глубокие знания, но не широту знаний. Поскольку при конструктивистском подходе требуется значительное количество времени, чтобы позволить студентам создать новые знания и связать их с предыдущими знаниями посредством размышления, преподаватели обычно не могут охватить большой объем материала. [10] Однако, хотя это может стать реальной проблемой для многих курсов, особая роль сервисного обучения в курсах инженерных школ смягчает эти проблемы. Сервисное обучение обычно проводится на вводных или факультативных курсах инженерной школы. Целью этих курсов является не столько получение подробного и широкого понимания области, сколько получение реального инженерного опыта. Это заметно отличается от курсов, где студенты должны получить огромный объем точных знаний для точных расчетов.
Критики также обеспокоены тем, что конструктивистский подход к образованию оставляет учащегося слишком оторванным от реальности, поскольку он постоянно фокусируется на создании новых знаний на основе уже существующих знаний. Таким образом, теоретически, поскольку они продолжают строить знания на основе ранее существовавших знаний в изоляции, их взгляд на мир может постепенно отклоняться от реальности. [11] Хотя это может быть недостатком многих курсов, в процессе обучения обслуживанию студенты работают над созданием реальных решений для реального клиента. Таким образом, их идеи должны быть решены не только с другими членами инженерной команды, но и с реальностью.
- Стили обучения
В последние годы исследования инженерного образования показали, что стили обучения большинства студентов-инженеров и стили преподавания многих профессоров инженерных специальностей несовместимы. Пять хорошо известных измерений стиля обучения включают в себя: сенсорное/интуитивное, визуальное/слуховое, индуктивное/дедуктивное, активное/рефлексивное и глобальное/последовательное.
По словам Ричарда Фелдера из Университета штата Северная Каролина и Линды Сильверман из Института перспективного развития, большинство студентов инженерных специальностей обучаются визуально, сенсорно, индуктивно и активно. Кроме того, многие из творческих студентов являются глобальными учениками. Однако большая часть инженерного образования является аудиальной, интуитивной, дедуктивной, пассивной и последовательной. [12]
Однако подобные выводы не подтверждаются исследованиями. Нет никаких доказательств того, что определение стиля обучения учащегося дает лучшие результаты, и есть существенные доказательства того, что широко распространенная «гипотеза объединения» (что учащийся будет учиться лучше, если его обучать методом, который считается подходящим для стиля обучения учащегося) недействительна. [13] Хорошо спланированные исследования «категорически противоречат популярной гипотезе создания сетки». [13]
- Обучение онлайн-сервису
Хотя интерес к сервисному обучению в учебных заведениях возрос, эти проекты зачастую обходятся очень дорого студентам и университетам. Тем не менее, было несколько примеров успешных проектов обучения обслуживанию, реализуемых через Интернет.
Инженерные программы с сервисным обучением
[ редактировать ]Многие университеты включили сервисное обучение в свои учебные программы для удовлетворения контекстуальных, мотивационных и междисциплинарных потребностей команд. Университет Пердью создал программу «Инженерные проекты в общественных работах» (EPICS) в 1995 году. В рамках этой программы студенты-инженеры от первокурсников до студентов старших курсов формируют междисциплинарные команды для удовлетворения потребностей сообщества. Учащиеся получают разное количество кредитных часов в зависимости от года обучения в школе и соответствующего вклада в проект. В Purdue проекты обслуживания являются долгосрочными, и студенты зарабатывают до семи семестров кредитов, работая над проектом обслуживания. Программа началась с 40 студентов в 5 командах, но быстро выросла до 400 студентов в 24 командах. [11]
Программа EPICS в Пердью, а также программы сервисного обучения в других университетах преуспели в предоставлении студентам практического опыта, контекста и мотивации для инженерной деятельности. Семьдесят семь процентов студентов, которым удалось вернуться в программу EPICS, остались на дополнительные семестры. По оценкам студентов, 70% студентов отметили, что программа положительно повлияла на их решение остаться в инженерном деле; из 30%, ответивших по-другому, некоторые указали, что они ранее решили остаться в инженерном деле до участия в программе, и, таким образом, программа не повлияла на их решение остаться в инженерном деле. Ответы студентов также дали положительные результаты для образовательных целей. В таблице ниже суммированы ответы:
В комментариях к оценке студенты также отметили, что EPICS полностью изменила их взгляд на инженерное дело, придав им смысл и направление во всех их инженерных исследованиях. [11]
Университет штата Пенсильвания создал программу сертификации под названием «Гуманитарная инженерия». Акцент в программе делается на построении взаимоотношений, а не просто на основе проектов. долгосрочные, устойчивые партнерские отношения Формируются с принимающими университетами и маргинализованными сообществами. Это позволяет развивать в университетах информационно-просветительские программы, охватывающие местные сообщества. Программа штата Пенсильвания вертикально интегрирована в четырехлетнюю инженерную программу, что позволяет студентам формировать долгосрочные отношения с принимающими сообществами. Этот метод позволяет лучше понять культурные аспекты инженерного проектирования и его влияние, а также развить технические навыки. В программе также очень большое внимание уделяется предпринимательству. Разрабатываются инженерно-проектные решения, и студентам предлагается разработать бизнес-планы и реализовать их в принимающем сообществе.\
В Университете Клемсона также работают инженеры Клемсона для развивающихся стран (CEDC), многоуровневая иммерсивная организация и класс, возглавляемый студентами, которые предоставляют студентам Клемсона любой специальности возможность обучения в сфере услуг и опыта реализации проектов. Целью программы является предоставление устойчивых решений, направленных на улучшение качества жизни тех, кто живет в развивающемся мире, при этом используя студентов для проектирования, планирования и реализации проектов. CEDC имеет корпоративную организационную структуру, возглавляемую студентами, включая вертикальную интеграцию от первокурсников до аспирантов и горизонтальную интеграцию более чем 30 специальностей, и работает над 15-20 проектами в семестр. В программе также участвуют многопрофильные группы из 2–4 студентов-стажеров, которые живут на Гаити круглый год, поездки на Гаити осенью и весной для групп из 10–14 студентов для сбора данных для своих проектов, а также курс в Университете Клемсона для студентов, работать над своими многосеместровыми проектами. В рамках программы были разработаны и реализованы строительные проекты на Гаити на сумму более 2 миллионов долларов США, причем все они осуществляются под непосредственным надзором и управлением стажеров CEDC, которые проживают в Партнеры в сфере здравоохранения . На сегодняшний день студенты CEDC реализовали проекты по всей сельской местности Центрального плато Гаити (в том числе несколько в Канге ), которые включают несколько систем водоснабжения, рыбоводный завод, систему биореактора и ремонт государственных школ.
Социальные и этические последствия
[ редактировать ]В Кодексе этики ACM перечислен вклад в пользу общества и благосостояния человека, а также в улучшение понимания общественностью области деятельности инженера. Посредством сервисного обучения инженеры получают возможность как внести свой вклад в жизнь общества, так и просвещать общественность.
Преподаватели надеются, что наряду с развитием хороших отношений между сообществом и университетом, включение сервисного обучения увеличит разнообразие и удержание в инженерной школе. Диверсификация инженерного состава позволит инженерным командам лучше понимать потребности общества. Таким образом, диверсификация инженерных команд позволит инженерам не только удовлетворять реальные потребности, но и предоставлять интерфейсы для своих решений, понятные общественности. Точно так же обществу необходимо огромное количество инженеров, чтобы удовлетворить потребности огромного общества.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Э. Фромм, Меняющаяся парадигма инженерного образования, J. Eng. Образование., вып. 92, апрель 2003 г.
- ^ М. Фергюсон, Заговор Водолея: личная и социальная трансформация в 1980-е годы , St. Martin's Press, 1980.
- ^ Совет деканов инженерных специальностей и корпоративный круглый стол Американского общества инженерного образования, Зеленый отчет: Инженерное образование для меняющегося мира, Американское общество инженерного образования , 1994 г.
- ^ TW Хисси, Образование и карьера 2000, Труды IEEE , том. 88, 2000 г.
- ^ ABET, Критерии аккредитации инженерных программ, Комиссия по инженерной аккредитации Совета по аккредитации техники и технологий ., 2005.
- ^ Перейти обратно: а б Дж. Мариаппан, С. Монеми и У. Фан, Улучшение подлинного опыта обучения посредством обучения инженерным услугам на уровне сообщества , 2005.
- ^ Перейти обратно: а б М. Бен-Ари, Конструктивизм в образовании в области компьютерных наук, SIGCSE, 1998 г.
- ^ Дж. П. Смит III, А. А. ДиСесса и Дж. Рошель, Переосмысленные заблуждения: конструктивистский анализ знаний в переходный период, Journal of the Learning Sciences, vol. 3, стр. 115–163, 1993–1994 гг.
- ^ Дж. Д. Брансфорд и Б. С. Стейн, ИДЕАЛЬНЫЙ решатель проблем , Нью-Йорк , Байс-Хит, 1993.
- ^ РК Колл и TGN Тейлор, Использование конструктивизма для информирования, Третичная химическая педагогика, Химическое образование: исследования и практика в Европе, том. 2, стр. 215–226, 2001.
- ^ Перейти обратно: а б с М. Олссен, Радикальный конструктивизм и его провал: антиреализм и индивидуализм, Британский журнал исследований в области образования, том. 44, стр. 275–295, сентябрь 1996 г.
- ^ Р. М. Фелдер и Л. К. Сильверман, Стили обучения и преподавания в инженерном образовании, англ. Образование, том. 78, стр. 674–681, 1988.
- ^ Перейти обратно: а б Пашлер, Х.; МакДэниел, М.; Рорер, Д.; Бьорк, Р. (2008). «Стили обучения: концепции и доказательства» . Психологическая наука в общественных интересах . 9 (3): 105–119. дои : 10.1111/j.1539-6053.2009.01038.x . ПМИД 26162104 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- http://epics-high.ecn.purdue.edu/ — сайт программы EPICS для старших классов Университета Пердью.
- Инженерное образование и сервисное обучение - информационный бюллетень Learn and Serve America Национального информационного центра сервисного обучения
- Международный журнал сервисного обучения в инженерии: гуманитарная инженерия и социальное предпринимательство (IJSLE)