Inžinerinis išsilavinimas reformuotas

Griuvus Berlyno sienai, pranešančiai Šaltojo karo pabaigą, Earllas Murmanas, tuometinis MIT Aeronautikos ir astronautikos departamento vadovas, žinojo, kad aeronautikos ateitis labai skirsis nuo praeities. Šaltasis karas paskatino 50 metų intensyvaus orlaivių, raketų, palydovų ir erdvėlaivių kūrimo Jungtinėse Valstijose laikotarpį, kurio tikslas buvo stebėti komunistines valstybes. Žlugus komunizmui Rytų Europoje ir Sovietų Sąjungoje, Murmanas susimąstė, ar sumažės aviacijos inžinierių poreikis JAV? Kaip departamentas turėtų prisitaikyti, kad būtų gyvybingas po Šaltojo karo? Žinojau, kad kažkas turi pasikeisti, bet nežinojau, kas tai buvo, dabar prisimena jis. Šis klausimas paskatino dėstytojus į 12 metų kelionę, kuri pakeitė aeronautikos dėstymą MIT ir kituose universitetuose čia ir užsienyje.

Šios kelionės rezultatas – nauja konceptuali švietimo sistema su keturiomis direktyvomis: sugalvoti, kurti, įgyvendinti, eksploatuoti. Jo tikslas – išmokyti inžinerijos studentus ne tik techninių savo disciplinų pagrindų, bet ir netechninių įgūdžių, tokių kaip darbas komandose, bendravimas raštu ar žodžiu, jų darbo įvertinimas visuomenės ir profesinės etikos kontekste. Užuot akcentuojant analizę ir problemų sprendimą teorinėje srityje, dabar klasėse akcentuojami komandiniai projektai, kurių metu studentai išgyvena visą koncepcijos, projektavimo, konstravimo ir veikimo ciklą. Visoje šalyje inžinerinio švietimo reforma vyksta pamažu, tačiau, pasak projektų direktoriaus Edo Crawley '76, SM '78, ScD '81, aviacijos / astronomijos padalinys yra vienintelis skyrius, pakeitęs visą savo mokymo programą ir pradėjęs kurti ir kurti. ciklas persmelkiantis.

CDIO, kaip žinoma, yra daugelio 1990-aisiais departamento atliktų pramonės ir vyriausybės vadovų, absolventų ir pedagogų apklausų rezultatas. Apklausos parodė, kad sudėtingų aeronautikos projektų sėkmė priklauso tiek nuo kritinio mąstymo ir modeliavimo, tiek nuo termodinamikos supratimo. 2000 m. CDIO tapo tarptautiniu bendradarbiavimu: trys Švedijos universitetai prisijungė prie instituto, kad padėtų parengti mokymo programą, kuri 2003 m. rudenį buvo įgyvendinta visose keturiose institucijose. Bendradarbiai palaiko dialogą apie tai, kas veikia, o kas ne, ir toliau tobulina projektą. Papildomų bendradarbiavimo narių nustatymas yra atrankinis procesas, kurį valdo keturios steigiančios institucijos. Dabar, kai penki nauji nariai ir daug daugiau mokyklų laukia prisijungti, CDIO yra pasirengęs plisti visame pasaulyje.

Materijos širdis

Prie bibliotekos esančioje naujoje projekto teritorijoje mokiniai telkiasi prie keliolikos popieriais ir maketais nuklotų stalų. Triukšmas labiau panašus į studentų centro konfabą nei į akademinį skyrių. Jau rudens semestro pabaiga, o komandos skuba užbaigti savo projektus. Antrųjų kursų pavasarį studentai susiduria su savo pirmuoju dideliu komandos projektu: jie visą semestrą naudoja nuotoliniu būdu valdomiems lėktuvams sugalvoti, projektuoti ir gaminti. Tada komandos varžosi, kad išbandytų savo sugebėjimus valdyti savo sukurtus lėktuvus. Studentų projektams vadovauja Peteris Youngas ‘67, 29 metus dirbęs su kosminiais projektais oro pajėgose. Pasak jo, studentai paprastai supranta sąvokas paskaitose, tačiau jas pritaikyti tam, ką jie iš tikrųjų kuria, atveria akis. Ir tai yra CDIO širdis. Crawley sako, kad projektai sudaro sąlygas mokyti visų šių kitų įgūdžių, bet taip pat sustiprina ir motyvuoja mokytis disciplinos įgūdžių.

Mokiniams tobulinant mokymo programą, projektai tampa sudėtingesni. Per paskutinius tris semestrus studentai gali pasirinkti pagrindinį dizaino kursą, kuriame reikia integruoti ir pritaikyti visas savo žinias apie aeronautiką viename projekte. Pirmasis toks pagrindinis projektas buvo patobulintas per absolventų lygio projektą, kuris artimiausiu metu bus išbandytas Tarptautinėje kosminėje stotyje. Pagrindiniai studentai sumanė, suprojektavo ir pastatė tai, ką jie vadino intelektualiomis sferomis. Sferos yra trys futbolo kamuolio dydžio mikropalydovai, kurie juda pagal komandą ir gali būti užprogramuoti veikti kartu arba atskirai. Paskutinė studentų užduotis buvo išbandyti sferas NASA KC-135 lėktuve, kuris pasiekia beveik nulinės gravitacijos kosminio skrydžio sąlygas, vykdydamas parabolinius lankus. Mokiniai turėjo nustatyti, ar sferos veikia, ir tada su jomis atlikti kai kuriuos ribotus eksperimentus. Kosminės stoties viduje yra laboratorija, skirta išbandyti palydovų prijungimo ir didelių teleskopų kūrimo kosmose algoritmus.

Youngas taip pat dirba su studentais, kurie kaip užklasinė veikla nori kurti ir atlikti eksperimentus su KC-135. Šią vasarą keturių studentų komanda išbandys pilotų kabinos instrumentų pakeitimo prototipą, kuris padės pilotams atsigauti po apsisukimų ar sustingimo arba skristi prastu oru, reaguodamas į vibraciją jų sėdynėse. Kitame projekte MIT studentų komanda dirba su grupėmis iš Vašingtono universiteto ir Kvinslando universiteto Australijoje, kad tris mėnesius skraidintų pelėmis žemoje Žemės orbitoje besisukančioje transporto priemonėje, imituojančioje Marso gravitaciją. Projektas, kurį planuojama pradėti 2006 m., padės nustatyti, ar žmonės gali keliauti į Marsą.

Aktyvus mokymasis

Be projektų, MIT dėstytojai pristatė naujus mokymo klasėje metodus, kurie padės užtikrinti, kad studentai tikrai suprastų savo kursų turinį. Šie vadinamieji aktyvaus mokymosi metodai paverčia studentus savo ugdymo dalyviais, o ne pasyviais tradicinės paskaitų klasės konspektuotojais. Mes nebegalvojame apie klasę kaip apie vietą, kur mokiniams pasakote informaciją, o jie ją įsisavina, sako Steven Hall ‘80, SM ‘82, ScD ‘85. 50 minučių trukmės paskaita – tai vieta, kur dėstytojai ir studentai bendradarbiauja, kad padėtų studentams mokytis.

Hall pradėjo eksperimentuoti su aktyvaus mokymosi metodais 1999 m. Sėkmingiausia technika buvo koncepcijos testai. Kartą ar du per pamoką Hall užduos mokiniams klausimą su atsakymų variantais, kuris leis jam žinoti, ar jie supranta medžiagą. Studentai naudoja infraraudonųjų spindulių atsakymo blokelius savo atsakymams užregistruoti, kurie patenka į Hall kompiuterį. Beveik akimirksniu jis gali pasakyti, ar klasei kyla problemų dėl koncepcijos. Pirmą kartą uždavęs klausimą, maniau, kad mokiniai suprato, bet sužinojau, kad klasėje niekas nežino, apie ką aš kalbu, – sako jis. Hall atsako keliais būdais, priklausomai nuo to, kokia dalis klasės narių turi problemų. Kartais jis liepia mokiniams pasikalbėti, kad pamatytų, ar jie gali tai išsiaiškinti. Kitu metu jis prideda net visą papildomą paskaitą medžiagos, kad padėtų studentams suprasti.

Kitas veiksmingas Hall naudojamas aktyvaus mokymosi metodas – purvinos kortos. Kiekvienos paskaitos pabaigoje jis prašo studentų apmąstyti, ką jie tą dieną skaitė, ir kortelėse aprašyti medžiagą, kurią jie mažiausiai suprato. Kortelių turėjimas profesoriui kelia dar vieną dilemą. Ar judate pirmyn, daugiau paskaitote, pateikiate kitą medžiagos rinkinį, atidedate jį ir kitais metais seksite geriau? „Hall“ sprendimas yra atsakyti į visus klausimus ir paskelbti juos klasės svetainėje, o tai leidžia studentams, kurie domisi, naršyti atsakymus neapkraunant kitų klasės mokinių. Kortelės Holui taip pat atlieka tikrą tikslą: padeda formuoti būsimas paskaitas.

Nors dėstytojams perėjimas nuo tradicinių paskaitų prie aktyvių mokymosi metodų gali būti sunkus, Hall teigia, kad sėkmingai taikę metodikas sako, kad senuoju būdu daugiau niekada nebedėstys. Jis sako, kad tai akivaizdžiai pranašesnė tiek studentų reakcijos, tiek dėstytojų patirties atžvilgiu. Tiesiog nėra prasmės grįžti atgal.

Žodžio skleidimas

2000 m. MIT reikėjo didelės dotacijos, kad galėtų įgyvendinti švietimo reformos eksperimentą. Knut ir Alice Wallenberg fondas, Švedijos organizacija, kuri specializuojasi finansuojant didelius mokslinius ir edukacinius tyrimus, skyrė lėšas su sąlyga, kad MIT bendradarbiaus su trimis Švedijos universitetais ( žr. CDIO bendradarbiai, šoninė juosta ) patobulinti ir įgyvendinti projektą. Šis bendradarbiavimas greitai pažengė į priekį ir praturtino projektą ir patvirtino, kad CDIO galima pritaikyti bet kuriai inžinerijos disciplinai visame pasaulyje.

Dabar mokyklų atstovai susitinka tris kartus per metus ir dalijasi patirtimi, kaip integruoti CDIO įgūdžius į savo kursus. Studentai dalyvauja susitikimuose, norėdami pateikti grįžtamąjį ryšį dėstytojams ir darbuotojams bei susitikti savo grupėje. Jie taip pat vykdo bendradarbiavimo tyrimų projektus kai kuriais CDIO aspektais.

paslėpti