Исследования инженерного образования
| Образовательные исследования |
|---|
| Дисциплины |
| Учебные области |
| Методы |
Исследования в области инженерного образования - это область исследований, которая создает знания, направленные на определение, информирование и улучшение образования инженеров. Это достигается посредством исследований по таким темам, как: эпистемология , политика, оценка, педагогика , разнообразие, среди других, поскольку они относятся к инженерному делу . [1]
История и предыстория [ править ]
Исследования в области инженерного образования стали заметными в 1980-х годах, хотя формальное образование инженеров в Соединенных Штатах восходит к еще 1802 году, когда была основана Военная академия США в Вест-Пойнте с целью подготовки инженерного корпуса армии США. . [2] [3] Школа Ренсселера (ныне Политехнический институт Ренсселера ) была основана в 1824 году и в 1835 году присвоила четырем студентам степени в области гражданского строительства. [4]
Подстегиваемый опасениями национальной конкурентоспособности и недостаточным количеством дипломированных инженеров. [5] В докладе Нила содержится призыв к проведению исследований по улучшению преподавания и обучения в областях STEM (наука, технология, инженерия и математика). [6]
Как и в случае с другими дисциплинами, в 1990-е годы основное внимание уделялось преподаванию, о чем свидетельствует отчет NRC 1995 года: [7] «Инженерное образование: проектирование адаптивной системы», под влиянием Эрнста Бойера. [8] Такое внимание было прежде всего мотивировано необходимостью повышения качества инженеров, выпускаемых университетами США. Кроме того, 1993 год ознаменовал перезапуск Журнала инженерного образования , который служил центром обмена информацией для научных исследований. [9]
Поскольку в конце 1990-х и 2000-х годов возросла обеспокоенность по поводу глобализации и потребности в инновациях, на исследования в области инженерного образования повлияли призывы к реформам, направленным на создание количества и разнообразия инженеров, необходимых для решения глобальных проблем. [9]
Продолжая развитие отрасли, в начале 2000-х годов возникли центры исследований инженерного образования. Национальная инженерная академия сформировала Комитет по инженерному образованию в 1999 году, Центр развития стипендий в области инженерного образования при академии был создан в 2002 году, а Центр развития инженерного образования - в 2003 году. [9]
В середине 2000-х годов специальное финансирование, специализированные публикации, центры исследований, академическая подготовка и конференции, которые объединяли распределенное сообщество, обеспечили инфраструктуру, необходимую для растущей области исследований. [9]
Влиятельные отчеты по истории инженерного образования
- Манн, К. (1918). Изучение инженерного образования [10]
- Отчет Викендена : Общество содействия инженерному образованию. (1930). «Отчет об исследовании инженерного образования 1923-1929 годов». Питтсбург, Пенсильвания.
- LE 1995. Отчет Комитета Американского общества инженерного образования по оценке инженерного образования. Вашингтон, округ Колумбия: Американское общество инженерного образования. [11]
- «Зеленый отчет». 1995. Инженерное образование для меняющегося мира. Вашингтон, округ Колумбия: Американское общество инженерного образования. Доклад подготовлен Советом инженерных деканов и Корпоративным круглым столом. [12]
исследований области Основные
В отчете Руководящего комитета национальных исследовательских коллоквиумов по инженерному образованию за 2006 год были обозначены следующие 5 ключевых тематических областей исследований в области инженерного образования: [13]
- Инженерные эпистемологии: исследование того, что представляет собой инженерное мышление и знания в социальных контекстах сейчас и в будущем.
- Механизмы инженерного обучения: исследования развития знаний и компетенций учащихся инженерных специальностей в контексте.
- Системы инженерного обучения: исследования учебной культуры , институциональной инфраструктуры и эпистемологии преподавателей инженерных специальностей.
- Инженерное разнообразие и инклюзивность: исследование того, как разнообразные человеческие таланты способствуют решению социальных и глобальных проблем и актуальности нашей [инженерной] профессии.
- Инженерная оценка: исследование и разработка методов, инструментов и показателей оценки для информирования практики и обучения в области инженерного образования .
Существуют различные программы докторантуры ( PhD ) в области инженерного образования, при этом первичные исследования проводятся в вышеупомянутых областях исследований. [14] Студенческий отдел Американского общества инженерного образования [15] создало рабочее пространство с открытым исходным кодом с информацией по инженерному делу и STEM- образованию, [16] который включает в себя страницу ресурсов, посвященную аспирантуре и / или исследовательским программам в области инженерного образования. [17]
Другие области исследований [ править ]
Глобализация [ править ]
По словам Боррего и Бернхарда, [18] международное сотрудничество развивается с целью создания глобальных компетенций у студентов-инженеров. Глобальная инженерная компетентность — это обладание «знаниями, способностями и предрасположенностью эффективно работать с людьми, которые определяют и решают проблемы иначе, чем они». [19] Образовательные программы, в которых особое внимание уделяется глобальным инженерным компетенциям, исследуют развитие и оценку глобальных компетенций в инженерной практике. [20] [21]
Примеры программ глобальной инженерной компетенции включают:
- Глобальная инженерная программа в Университете Пердью [22]
- Erasmus Mundus (глобальная программа, ориентированная на студентов)
- Глобальные инженерные программы в Стэнфордском университете [23]
- Токийский технологический институт, глобальная инженерия для развития, окружающей среды и общества [24]
- Глобальное инженерное взаимодействие в штате Пенсильвания [25]
- Глобальная инженерия в Университете науки и технологий Миссури [26]
- Институт международного образования Global E3 [27]
- Техаса A&M Глобальные программы [28]
- Университета Колорадо в Боулдере Глобальный инжиниринг [29]
Дополнительные примеры перечислены в Global Engineering Education . Отделы исследований и разработок транснациональных компаний также вносят свой вклад в международные исследования в области образования. Существуют различные методы оценки компетентности и споры о том, как обучение глобальным и культурным компетенциям влияет на инженерное образование. [30] [31] [32] [33]
инженерные Глобальные культуры
В 2008 году NSF одобрил проект под названием «Мультимедийный проект инженерных культур». Это было сделано совместными усилиями «Технологического института Вирджинии и Горной школы Колорадо» по выпуску модулей на компакт-дисках, исследующих, как то, что считается инженером, и инженерные знания варьируются от страны к стране. https://globalhub.org/topics/AboutEngineeringCultures Основная цель этого проекта заключалась в том, чтобы «разработать, распространить и оценить учебный опыт, который поможет учащимся выявлять, понимать и ценить точки зрения, отличные от их собственных». [34]
Довузовское инженерное образование [ править ]
Исследования показывают, что инженеры будут лучше подготовлены к тщательному изучению технических наук, если познакомятся с инженерными концепциями за годы до учебы в университете. Следующие ресурсы были перечислены для предоставления преподавателям начальной и средней школы информации и онлайн-программ, которые помогут им донести инженерные материалы в свои классы.
Методология [ править ]
«Тщательные» исследования в области инженерного образования определяются как соблюдение Национального исследовательского совета шести руководящих принципов научных исследований . [35] Шесть руководящих принципов научных исследований таковы: [36]
- Поставьте важные вопросы, которые можно исследовать эмпирически.
- Свяжите исследования с соответствующей теорией.
- Используйте методы, позволяющие непосредственно исследовать вопрос.
- Предоставьте четкую и последовательную цепочку рассуждений.
- Воспроизведение и обобщение результатов исследований.
- Раскрывайте информацию об исследованиях, чтобы стимулировать профессиональное изучение и критику.
Связь с практикой [ править ]
Исследования в области инженерного образования проводятся на основе потребностей и моделей инженерного дела в промышленности, политике и образовании. Во всем мире упор в исследованиях делается на образовательное применение. Исследования в промышленности и практике еще не привлекли большего внимания. [37]
Политика [ править ]
В Соединенных Штатах наблюдается больший толчок к разработке официальной политики обучения инженеров. В 1918 году в отчете Манна отмечалась неизбежная нехватка квалифицированных инженеров, которые могли бы быстро войти в состав рабочей силы. Должно быть больше практического опыта, преподаватели инженерных специальностей должны иметь опыт практической работы, а преподавание должно быть более заметным, хотя исследования также важны. В 1955 году отчет Гринтера [11] конкретно выделены инженерные исследования на уровне бакалавриата и магистратуры. С тех пор некоторые из этих предложений, в том числе курс по проектированию для старших классов, были реализованы в государственных и частных инженерных учреждениях.
Политика инженерного образования, применяемая к требованиям программ и учебных программ, в некоторой степени определяется извне. Аккредитация ABET (Совет по аккредитации в области техники и технологий) включила отраслевые требования в процесс аккредитации программ колледжей и университетов. ABET EC 2000 уделяет особое внимание как техническим (проектирование, решение проблем), так и профессиональным навыкам (работа в команде, общение, этическое/глобальное мышление). В 2021 году деканы инженерных колледжей университетов Big Ten+ написали ABET письмо поддержки, призывая к использованию более конкретных критериев в общей оценке, связанных с многообразием, равенством и инклюзивностью (DEI). [38]
Образовательные стандарты P-12:
Национальные политики, такие как «Ни один ребенок не останется позади» и «Гонка к вершине», повлияли на набор и удержание будущих инженеров.
В апреле 2013 года в США были выпущены научные стандарты следующего поколения в качестве научных стандартов для естественнонаучного образования K-12 в США, которые заменили национальные стандарты естественнонаучного образования . К ним относятся инженерно-технические стандарты, встроенные в научные стандарты. Совет управляющих Национальной оценкой разработал Рамочную программу технологий и грамотности для Национальной оценки прогресса в образовании 2014 года. Это будет пилотное испытание, которое может стать постоянным элементом будущих испытаний.
Образовательный [ править ]
Существует разрыв между результатами исследований в области инженерного образования и внедрением этих результатов в учебу. Результаты исследований публикуются в различных журналах, которые в основном читают другие исследователи, а не преподаватели P-12 или преподаватели университетов за пределами области образования. Такое нарушение перехода между исследованием и практикой препятствует достижению желаемых результатов, лежащих в основе исследования. [39] [18] [37]
Были предложения объединить практику инженерного образования и исследования в области инженерного образования. Циклическая модель перехода от исследования к практике была предложена Jesiek et al. (2010) и Боррего и Бернхард (2011). Эта модель позволяет исследованиям и практике постоянно влиять и развивать друг друга.
Организации и публикации [ править ]
Есть несколько профессиональных организаций, занимающихся инженерным образованием, в том числе:
- Американское общество инженерного образования
- Европейское общество инженерного образования
- Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии
См. также [ править ]
- Дисциплинарные исследования в области образования
- Инженерное образование
- Образовательные исследования
- Инженерные исследования
- Инженерные исследования
Ссылки [ править ]
- ^ Наземпур, Аршан (2015). «Оценка сверхдешевого сопла Вентури на курсах бакалавриата по инженерным специальностям» . Американское общество инженерного образования . Архивировано из оригинала 4 марта 2016 г.
- ^ Ноубл, Д.Ф. (1979). Америка по замыслу: наука, технологии и рост корпоративного капитализма.
- ^ Рейнольдс, Терри С. (1992). «Образование инженеров в Америке до принятия Закона Моррилла 1862 года», History of Education Quarterly, 32 (зима): 459–82.
- ^ Общество содействия инженерному образованию. (1930). «Отчет об исследовании инженерного образования 1923-1929 годов». Питтсбург, Пенсильвания.
- ^ Нация в опасности (1983)
- ^ Отчет Нила (1986)
- ^ Совет Национального исследовательского совета по инженерному образованию. 1995. Инженерное образование: Проектирование адаптивной системы. Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий.
- ^ Бойер, Э.Л. 1990. Пересмотр стипендии: приоритеты профессуры. Принстон, Нью-Джерси: Фонд Карнеги по развитию преподавания в национальных академиях.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д Брент К. Джезик; Линита К. Ньюсуондер и Маура Боррего (2009). «Исследования в области инженерного образования: дисциплина, сообщество или область?». Журнал инженерного образования . 98 (1): 39–52. дои : 10.1002/j.2168-9830.2009.tb01004.x . S2CID 143045361 .
- ^ Манн, Чарльз Риборг (1918). «Исследование инженерного образования» (PDF) . Национальные мягкие навыки .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Гринтер, Л.Е. (1955). «Отчет Комитета по оценке инженерного образования» (PDF) . asee.org .
- ^ «Зеленый отчет» (PDF) . asee.org . 1994.
- ^ Разговоры. (2006). Программа исследований новой дисциплины инженерного образования. Журнал инженерного образования (октябрь), 259–261.
- ^ Мурзи, Омеро Грегорио (июнь 2015 г.). Сравнительный анализ программ докторантуры в области инженерного образования . ISBN 9780692501801 .
{{cite book}}:|website=игнорируется ( помогите ) - ^ «Студенческий отдел AEE – голос студентов Американского общества инженерного образования» . Проверено 13 октября 2021 г.
- ^ «engineeringeducationlist [лицензия только для некоммерческого использования] / Ресурс сообщества инженерного образования» . Engineeringeducationlist.pbworks.com . Проверено 13 октября 2021 г.
- ^ «engineeringeducationlist [лицензия только для некоммерческого использования] / Департаменты и программы инженерного образования (выпускник)» . Engineeringeducationlist.pbworks.com . Проверено 13 октября 2021 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Боррего М. и Бернхард Дж. (2011) «Появление исследований в области инженерного образования как международной области исследований». Журнал инженерного образования . 100 (1): 14–47.
- ^ Дауни и др., «Глобально компетентный инженер: эффективная работа с людьми, которые определяют проблемы по-другому», Журнал инженерного образования , 2006.
- ^ Глобальные инженерные программы :: Университет Пердью - Университет Пердью
- ^ globalhub.org
- ^ «Глобальные инженерные программы и партнерства» . Глобальные инженерные программы и партнерства — Университет Пердью . Проверено 13 октября 2021 г.
- ^ «Глобальные инженерные программы» . Стэнфордская инженерная школа . 02.05.2016 . Проверено 13 октября 2021 г.
- ^ «Глобальная инженерия для развития, окружающей среды и общества» . Токийский технологический институт . Проверено 13 октября 2021 г.
- ^ «Инжиниринг штата Пенсильвания: глобальное инженерное взаимодействие» . global.engr.psu.edu . Проверено 13 октября 2021 г.
- ^ «Глобальный инжиниринг» . Миссури S&T . Проверено 13 октября 2021 г.
- ^ «Глобал Е3» . www.iie.org . Проверено 13 октября 2021 г.
- ^ «О глобальных программах» . Engineering.tamu.edu . Проверено 13 октября 2021 г.
- ^ «Глобальный инжиниринг» . Программа экологической инженерии . 21 октября 2014 г. Проверено 13 октября 2021 г.
- ^ Джесик, Брент (2018). «Глобальная инженерная компетентность: инструменты оценки и стратегии обучения» . asee.org .
- ^ Дэйр, Энн Элизабет (01 января 2011 г.). «Оценка глобальных инженерных компетенций» . Тезисы и диссертации доступны на сайте ProQuest : 1–93.
- ^ Джесик, Брент К.; Уу, Сан Ын; Парригон, Скотт; Портер, Кейтлин М. (2020). «Разработка ситуационного теста на глобальную инженерную компетентность» . Журнал инженерного образования . 109 (3): 470–490. дои : 10.1002/jee.20325 . ISSN 2168-9830 . S2CID 225808553 .
- ^ Ортис-Маркос, Изабель; Брейкер, Валерия; Родригес-Риверо, Росио; Кьельгрен, Бьёрн; Дорель, Фредерик; Тоффолон, Марко; Урибе, Диего; Эккли, Вирна (январь 2020 г.). «Рамка глобальной компетентности инженеров: необходимость устойчивого мира» . Устойчивость . 12 (22): 9568. дои : 10.3390/su12229568 . hdl : 2434/827416 .
- ^ globalhub.org
- ^ Боррего, М. (2007). «Концептуальные трудности, с которыми сталкиваются обученные инженеры, изучающие методы образовательных исследований». Журнал инженерного образования . 96(2): 91.
- ^ Шавелсон Р. и Л. Таун, Научные исследования в образовании, Вашингтон, округ Колумбия: National Academies Press, 2002. Научные исследования в образовании, Вашингтон, округ Колумбия: National Academies Press, 2002.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Йесик Б.К., Боррего М. и Беддоес К. (2010) «Развитие глобального потенциала исследований в области инженерного образования (AGCEER): связь исследований с практикой, политикой и промышленностью». Журнал инженерного образования . 99 (2): 107-119.
- ^ «Многообразие, равенство и инклюзивность» . Проверено 13 октября 2021 г.
- ^ Американское общество инженерного образования, 2009 г.