Проектная технология - система обучения будущих инженеров.

Проектная технология - система обучения будущих инженеров.

Учитель математики Ширяева Н.А.

Если каких-то 50-60 лет назад движущей силой прогресса была фундаментальная наука, то сейчас такой силой все больше становится связка маркетинг-управление-инженерия, выдающая требования к прикладной науке. Яркое подтверждение этому тезису – нанотехнологии и наноматериалы, где самый главный вопрос не "Как это устроено?", а "Каким образом это можно изготовить?".

Начинающие инженеры должны уметь "Задумывать-Проектировать-Реализовывать", а также "Управлять" сложными продуктами и системами в современных условиях и в рамках командной работы с целью получения добавочной стоимости. За время обучения они должны научиться управлять инженерными процессами, проектировать и создавать продукты и системы и применять полученные знания.

Суть инженерной деятельности заключается в применении достижений науки для создания технических изделий (каковыми могут быть устройства, технологии, системы, процессы), отвечающих заданным требованиям. Базовым методом инженерной деятельности является конструирование, т.е. создание нового из набора уже имеющихся, готовых элементов, хотя в последнее время происходит внесение в инженерию элементов проектной деятельности.

Для "инженера будущего" всё больше повышаются требования:

• к мобильности и умению работать в многообразной культурной среде;
• к умению работать с современными коммуникационными технологиями;
• к умению функционировать в мультидисциплинарной команде;
• к способности пользоваться виртуальными средами и инструментами;
• к приверженности к постоянному обучению и повышению квалификации;
• к лидерским и управленческим качествам;
• к профессиональной этике и личной ответственности за последствия инженерных решений.

Компетенция – это интегрированное понятие, указывающее на способность индивида (коллектива) самостоятельно принимать решения и целенаправленно действовать в незнакомых и новых для него ситуациях, применяя различные элементы знаний и умений. В мировой образовательной практике существует множество работ по выделению компетенций инженера. На основе анализа публикаций можно составить непротиворечивый список общеинженерных компетенций:

• способность выделять потребность в инженерном решении и формулировать инженерную задачу;
• способность конструировать инженерное решение;
• способность применять знания математики, фундаментальных и инженерных наук;
• способность использовать существующие и развивающиеся технические методы, технологии и инструменты;
• профессиональная и этическая ответственность инженера.

Ещё ряд значимых для инженера компетенций можно отнести к личностным, социально-этическим и дополнительным:

• способность эффективно коммуницировать;
• способность работать в мультидисциплинарной команде;
• способность к управлению и лидерству в инженерных разработках;
• способность эффективно обучаться и повышать квалификацию в течение всей жизни;
• языковая компетенция, требующаяся для трудовой мобильности в международном масштабе;
• техническая компетенция в области компьютерной грамотности и информационных технологий.

Выделяются компетенции:

• работы со знаниями ("когнитивные", "научные");
• личностные и социально-этические компетенции, включающие коммуникативные компетенции и способность учиться;
• профессиональные, из которых можно выделять базовые, являющиеся основой профессии и дополнительные, принадлежащие другим типам деятельности, но значимые для определенного рабочего места или профиля выпускника.

Формирование и развитие перечисленных компетенций представляется возможным при использовании проектных технологий.

Проектные технологии относятся к технологиям ХХІ века, предусматривающие умение адаптироваться к стремительным изменяющимся условиям жизни человека постиндустриального общества.

Проектная технология - система обучения, в которой знания и умения обучающиеся приобретают в процессе планирования и выполнения постепенно усложняющихся практических заданий - проектов.

Технология проектов всегда ориентирована на активную самостоятельную работу обучающихся (индивидуальную, парную и групповую), которую они выполняют в течение определенного отрезка времени. Этот подход органично сочетается с групповым подходом к обучению.

Педагогические основы проектного обучения

Основные цели проектного обучения:

• создать условия, при которых обучающиеся приобретают недостающие знания из разных источников;
• обучающиеся учатся пользоваться приобретенными знаниями для решения познавательных и практических задач;
• обучающиеся развивают коммуникативные умения, работая в различных группах (командах);
• у обучающихся формируются исследовательские умения (выявление проблемы, сбора информации, наблюдения, проведения эксперимента, анализа построения гипотез, обобщения);
• развитие системного мышления, внимания, воображения и памяти.

В основе проектного обучения лежат идеи:

• о необходимости формирования проектного мышления;
• обеспечения целостности педагогического процесса (единства воспитания, обучения и развития);
• создания условий для самостоятельного приобретения знаний;
• обеспечения единства опредмечивания и распредмечивания знаний;
• перехода от вуза памяти к школе мысли;
• усиления профориентационного аспекта процесса обучения;
• разработки здоровьесберегающих технологий обучения;
• поддержания положительной мотивации к самообразованию обучающихся;
• формирования умений и навыков ориентироваться в информационно-образовательном пространстве;
• самостоятельного конструирования знаний.

Технология проектов всегда предполагает решение какой-то проблемы, предусматривающей, с одной стороны, использование разнообразных методов и средств обучения, а с другой - применение интегрированных знаний, умений из различных областей науки, техники, технологии и творческих областей.

Исходными теоретическими положениями для проектного обучения являются:

1. В центре внимания – обучающийся.
2. Содействие развитию творческих способностей.
3. Педагогический процесс строится в логике деятельности, имеющей личностный смысл для обучающегося, что повышает его мотивацию в учении.
4. Индивидуальный темп работы над проектом обеспечивает выход каждого обучающегося на свой уровень развития.
5. Комплексный подход разработки учебных проектов способствует сбалансированному развитию основных физиологических и психических функций обучающегося.
6. Глубокое осознанное усвоение базовых знаний обеспечивается за счет универсального их использования в разных ситуациях.

Основными понятиями теории проектного обучения являются дефиниции "проект" и "проектная деятельность". Под проектом понимается самостоятельно разработанное и изготовленное изделие (услуга) - от идеи до ее воплощения. Проектная деятельность - это деятельность, направленная на выполнение проектов.

В педагогической практике применяются различные виды проектов. Рассмотрим их классификацию.

1. По степени участия обучающегося в проекте: индивидуальные, парные и групповые.
2. Проекты на основе доминирующей деятельности обучающихся: практико-ориентированные (от учебного пособия до пакета рекомендаций по изготовлению чего-либо); исследовательские (исследование какой-либо проблемы по всем правилам научного изыскания); информационные (сбор и обработка информации по значимой проблеме с целью презентации широкой аудитории - статья, информация в сети Интернет); творческие (максимально свободный авторский подход в решении проблемы).
3. По комплексности проекты могут быть монопроектами и межпредметными. Монопроекты реализуются в рамках одной учебной дисциплины или одной области знания. Межпредметные выполняются во внеучебное время под руководством специалистов из разных областей знаний.
4. По характеру контактов проекты бывают внутригрупповые, внутришкольные, региональными и международными. Два последних, как правило, реализуются как телекоммуникационные проекты, с использованием возможностей Интернета и средств современных компьютерных технологий.
5. По продолжительности выполнения проекта различают: мини-проекты - укладываются в одно занятие или даже его часть; краткосрочные - на 4-5 занятий; недельные, требующие на выполнение проекта 30-40 часов. Предполагается сочетание аудиторных и внеаудиторных форм работы; глубокое погружение в проект делает проектную неделю оптимальной формой организации проектной работы; долгосрочные (годичные) проекты, как индивидуальные, так и групповые, выполняются, как правило, во внеучебное время.

На практике чаще всего приходится иметь дело со смешанными типами проектов.

При выполнении проекта указывается: проблема; цели и задачи проекта; учебный материал, который предполагается задействовать для решения указанной проблемы (литература); теоретическая и практическая значимость в какой-либо области знаний; отдельно следует указать какие цели интеллектуального, нравственного, культурного развития обучающихся при этом ставятся; сроки выполнения проекта; состав группы; порядок оформления результатов проекта.

Проекты выполняются в пять этапов: ценностно-ориентационный, планирования, конструктивный, презентации, оценочно-рефлексивный.

Каждый этап работы над проектом должен иметь свой конкретный продукт. Оформление проекта включает: тема, предмет, группа, характер проекта (междисциплинарный), разделы науки, тип проекта, оборудование, цель и задачи проекта.

Выполненные проекты публично обсуждаются, защищаются обучающимися и заканчиваются разными видами презентаций. К ним относятся: научный доклад, деловая игра, демонстрация видеофильма, экскурсия, телепередача, научная конференция, инсценировка, защита на ученом совете, реклама, пресс- конференция и др.

Для оценки качества выполненного проекта используются критерии. Они должны быть понятны и их должно быть не более 7-10. Оцениваться, прежде всего, должно качество работы в целом, а не только презентация. Качество проекта должно осуществляться на основе внешней экспертизы.

Преподаватель в процессе выполнения проекта выступает как энтузиаст, специалист, консультант, руководитель, "человек, задающий вопросы", координатор, эксперт. Позиция преподавателя должна быть открытой, дающей простор самостоятельности обучающимся. Умение пользоваться методом проектов - показатель высокой квалификации преподавателя, его прогрессивной методики обучения и развития.

Основные требования к использованию технологии проектов: наличие значимой в исследовательском, творческом плане проблемы или задачи, требующей интегрированного знания, исследовательского поиска для ее решений; практическая, теоретическая, познавательная значимость предполагаемых  результатов; структурирование содержательной части проекта (с указанием поэтапных результатов); использование исследовательских процедур (определение проблемы, выдвижение гипотезы и вытекающих из нее задач и способов их решения, оформление конечных результатов, анализ полученных данных, подведение итогов, корректировка, выводы).

Организация работы над проектом

В целом для обучения технологии проектирования, независимо от изучаемой дисциплины или целей проекта, необходимы, пять этапов: ценностно-ориентационный, планирования, конструктивный, презентации, оценочно-рефлексивный.

Ценностно-ориентационный этап (этап разработки проектного задания) связан с процедурами диагностирования и осознания проблемы, целеполагания и выбора концепции ее решения.

Этап планирования включает подробное описание требуемого продукта, удовлетворяющего поставленным целям, и поиск средств реализации проекта.

Конструктивный этап подразумевает реализацию разработанной на предыдущем этапе технологии, непосредственное выполнение поставленных задач, конструирование или изготовление продукта проектирования.

Этап презентации предполагает подготовку проекта к защите и демонстрацию полученного продукта перед аудиторией.

Оценочно-рефлексивный этап включает анализ проектной работы, как своей собственной, так и своих соратников, установление степени достижения цели и оценивание результатов деятельности.

Эффективность проектной деятельности обусловливается главными принципами организации проектного обучения. Это принципы самостоятельности, проблемности, направленности на результат, коллегиальности, интериоризации.

Принцип самостоятельности состоит в том, что проектное обучение всегда ориентировано на самостоятельную деятельность учащихся: индивидуальную, парную, групповую, выполняемую в течение определенного отрезка времени.

Принцип проблемности предполагает, что проектное обучение организуется как вариант проблемного обучения. Решение проблемы предусматривает, с одной стороны, использование совокупности разнообразных методов и средств обучения, а с другой – необходимость интегрирования знаний и умений из различных сфер науки, техники, технологии, творческих областей.

Принцип направленности на результат подразумевает, что проектная деятельность ориентируется на получение определенного материального результата на каждом этапе и на публичную презентацию конечного проектного продукта. Результатом выполненного проекта должно быть практическое или теоретическое конкретное решение рассматриваемой проблемы.

Принцип коллегиальности заключается в том, что учащийся в проектной деятельности никогда не остается один на один с информацией. В ходе работы над проектом он может двигаться в удобном для него темпе, в нужные моменты, кооперируясь с другими участниками или обращаясь за консультацией к преподавателю.

Принцип интериоризации состоит в том, что различные виды проектных действий, которые демонстрируются преподавателем, формируются и закрепляются в деятельности учеников, а затем активно используются в рамках проектной работы, позволяя учащимся эффективно усваивать новые теоретические знания и практические умения.

Необходимый для успешного формирования компетентностей уровень самостоятельности позволяет обеспечить организация проектной деятельности малыми группами по 4-5 человек. На каждом этапе групповая работа выступает своеобразным промежуточным звеном между личными, собственными размышлениями учащихся над проблемой и задачами проекта и непосредственным выполнением индивидуальных поручений и заданий.

Рассмотрим педагогические особенности каждого из этапов работы над проектом.

На ценностно-ориентационном этапе преподаватель организует беседу о существующей или часто возникающей проблемной ситуации. Особенность этой беседы в том, что преподаватель сообщает ученикам о существовании проблемы, обращает на нее их внимание и побуждает каждого задуматься о ее значимости и способах разрешения. Он стремится заинтересовать учеников, мотивировать их на выполнение проекта. С этой целью в ходе беседы раскрывается значимость проекта как для одной учебной дисциплины, так и для учебного процесса в целом, а также для будущей профессиональной деятельности. Предлагаются различные варианты оформления результатов проекта, и происходит совместный выбор проектного продукта.

На этом этапе организуются малые группы для обсуждения вопроса о формируемых в данной работе знаниях и умениях, о возможностях применения результатов проекта. Если возникает потребность в дополнительной информации, преподаватель либо сам готовит список литературы и интернет-ресурсов по изучаемому вопросу, либо поручает это ученикам, в зависимости от специфики рассматриваемой ситуации и типа проекта.

Организационная особенность этапа планирования – "совместное обсуждение в малой группе – уточнение индивидуального поручения".

На этом этапе преподаватель помогает учащимся объединиться в проектные группы по 4-5 человек, организует их действия по планированию проекта, контролирует эту работу, отслеживая, чтобы были сформулированы конкретные задачи, отражающие суть проекта, и указаны сроки их выполнения, назначает ответственных или предлагает ученикам самим распределить ответственность и обязанности в группе.

Третий этап - этап планирования проектной деятельности обычно осуществляется на аудиторном занятии. Поэтому, помогая ученикам организовать совместную работу, преподаватель использует приемы активного обсуждения, активизации критического мышления и методы конструктивного общения в группе. Это могут быть методы "мозгового штурма", "круглого стола", морфологического анализа и пр.

Так, в ходе "мозгового штурма" происходит выдвижение одной группой участников разнообразных, и даже фантастических, неправдоподобных идей и их анализ другой группой. Обсуждение, организованное в виде "круглого стола", подразумевает, что все участники могут высказывать вслух все, что приходит в голову. Метод морфологического анализа заключается в составлении списка всех возможных вариантов решения проблемы и их последовательном анализе.

В ходе четвертого, конструктивного этапа проектной деятельности основная организационная схема "индивидуальное выполнение поручения – индивидуальные консультации с преподавателем – объединение результатов участников проектной группы" может повторяться несколько раз, в зависимости от сложности и объема индивидуальных заданий. Поэтому преподавателю необходимо предусмотреть оптимальное количество консультаций для учащихся  и составить расписание.

В ходе консультаций преподаватель контролирует работу проектных групп по выполнению задач проекта в запланированные сроки, стимулирует поисковую деятельность учеников, корректирует их действия, призывая к самооценке, помогает анализировать и систематизировать полученные данные, формулировать выводы и выдвигать новые гипотезы по разрешению проблемы.

В помощь ученикам преподаватель разрабатывает и рекомендует памятки, схемы и алгоритмы по организации эффективной самостоятельной творческой работы.

Этап презентации осуществляется по схеме "групповые консультации с преподавателем – совместная публичная презентация".

На этом этапе преподаватель помогает студентам в оформлении продукта проектной деятельности и подготовке презентации.

Совместно с участниками проекта он планирует форму презентации, организует работу экспертов и продумывает возможные вопросы к выступающим. Преподаватель контролирует ход презентации, организует и поддерживает дискуссию по обсуждению проекта.

Действия преподавателя на оценочно-рефлексивном этапе направлены на то, чтобы участники проекта осмыслили всю проделанную работу в целом, оценили свои действия и личностный рост.

Для этого преподаватель организует взаимооценку готовых проектных продуктов, оценку их эффективности, полезности и возможностей в разрешении изначальной проблемной ситуации. В ходе завершающей беседы подводятся итоги проектной деятельности учащихся, их внимание обращается на те составляющие проекта, которые оказались наиболее и наименее удачными. Вместе с группой обсуждаются возможные пути продолжения проектной работы над проблемой.

В целях организации рефлексии всей проектной деятельности учащимся предлагается индивидуальное домашнее задание по составлению личных эссе.

Так как рефлексия является необходимой процедурой для фиксирования уровня сформированности компетентностей, преподавателю необходимо проявить определенную настойчивость, побуждая учащихся завершить полный цикл проектной деятельности.

Проектная деятельность является привлекательной для учащихся, но ее воспитательная и образовательная эффективность зависит от правильного понимания сущности проектного обучения и грамотного использования его возможностей в образовательной практике.

Анализ опыта позволяет выявить ряд типичных педагогических ошибок, которые допускают преподаватели при использовании этого метода:

• объявляют учащимся тему проекта или сами ставят задачу, вместо того, чтобы создать ситуацию выявления значимой для учеников проблемы или предложить банк проектов, предоставляя возможность сделать самостоятельный выбор;
• предлагают свои идеи вместо того, чтобы создать ситуацию, поставить вопросы, побуждающие детей к поиску путей решения проблемы;
• дают творческое задание для закрепления изученного учебного материала, ошибочно называя эту работу выполнением проекта;
• творческую деятельность учащихся принимают за учебную проектную работу, которая также является творческой, но связана с самостоятельным решением проблемы на основе приобретения дополнительной учебной информации по ходу работы над проектом;
• реферат (доклад, систематизацию знаний из различных источников) представляют как проектную работу, которая также может быть оформлена в письменном виде, но в ней, в отличие от реферата, представлен авторский самостоятельный взгляд на решение поставленной проблемы, в том числе на основе изучения литературных источников.

Таким образом, включение проектной деятельности в учебный процесс требует соответствующей психолого-педагогической подготовки преподавателей, а также предварительного обучения учащихся решению прикладных задач.