CDIO: в поисках инженера нового поколения

В философии CDIO нет бессмысленной зубрёжки и курсовых в привычном их понимании. Студенты с самого первого курса работают над заказами реальных производств, придумывают и затем по своим же чертежам строят разные инженерные изобретения, а преподаватели учат студентов тому, что они сами попросят. Результат — сильные специалисты, которых работодатели ждут ещё до выпуска.

О кризисе инженерного образования в стране заговорили ещё в прошлом веке, когда рынок труда потребовал от вузов не узкопрофильных инженеров, а универсальных специалистов, способных реагировать на быструю смену технологий. Разные университеты ответили на этот вызов по-разному. СФУ, например, увидел выход в международном проекте CDIO: Conceive-Design-Implement-Operate / Придумывай-Разрабатывай-Внедряй-Управляй. Этот новый метод воспитания «инженеров полного цикла», способных придумать, воплотить в жизнь и предусмотреть варианты утилизации своей идеи, с 2013 года реализуется в Институте цветных металлов и материаловедения и Политехническом институте СФУ.

Новое племя

В 2018 году 61 выпускник направлений «Металлургия» и «Теплотехника и теплоэнергетика» получили свои дипломы. «Пока они учились, мы на их опыте понимали, что требует усовершенствования, и дорабатывали это, — рассказывает заместитель директора Департамента проектной деятельности СФУ Наталья ГАФУРОВА о первых ласточках инженерного бакалавриата. — Тем не менее мы получили немного других студентов. Они иначе смотрят на мир и умеют решать реальные проблемы».

«Другими» студенты получились отчасти и потому, что в подготовке специалистов активно участвуют предприятия-партнёры: Красцветмет, РУСАЛ, Газпром, Сибирская генерирующая компания. Это гарантирует студентам, что после четырёх лет корпения над конспектами они не услышат избитое «забудьте всё, чему вас учили в институте». Университет отказался от монополии на умы и дал компаниям возможность заложить в будущих инженеров знания и навыки, которые им, работодателям, необходимы. Представители компаний предлагают студентам реальные кейсы на проработку, читают дополнительные лекции, приглашают на практики. И чёрная дыра между запросом работодателя и уровнем вузовской подготовки специалистов схлопывается, а выпускник становится ценным кадром.

«Уже с первого курса мы проходили практику и решали проекты, над которыми работают сами предприятия. После одной из таких практик на Красцветмете меня пригласили на работу, и на сегодняшний день я уже полгода как трудоустроена», — рассказала выпускница кафедры металлургии ИЦМиМ Анастасия ДЫБА.

Настоящие дела

Решая реальные задачи реальных производств, итоги года студенты CDIO подводят нетипичным для классического образования способом: устраивают выставку-презентацию инженерных проектов. Расчёты, конструкторские и сварочные работы от начала и до конца студенты выполняют самостоятельно. Защищаются на двух языках —
русском и английском.

«У меня есть знакомые, которые обучаются в других технических вузах. Практика у них состоит из написания курсовых, отчётов, что, в общем, не практика, а бумага, бумага, бумага. Мне больше нравится работать руками, тем более что мы делаем рабочие проекты, станки, которые в дальнейшем будут использоваться на производстве. Когда мы запустили свою установку впервые, и она сделала рез 20 сантиметров, почти 20 человек сбежались посмотреть, несмотря на то, что это был почти час ночи», — рассказывает студент 2-го курса Политехнического института Александр ЗЕРНОВ. Вместе с одногруппниками в рамках обучения на инженерном бакалавриате он спроектировал и изготовил систему газовой резки листового металла с числовым программным управлением. Железную махину парни привезли в институт на «Жигулях», выгрузили и (смеются) как самые настоящие студенты доделывали всё в последнюю ночь. Вот только в настоящем деле студенческое «и так сойдёт» не работает: одна маленькая ошибка в расчётах — и переделывай весь аппарат заново.

Студенты Института цветных металлов и материаловедения СФУ в рамках работы над курсовой выполнили заказ спортсмена с ограниченными возможностями — спроектировали и изготовили универсальную опору для инвалидной коляски, которая обеспечит ему дополнительный комфорт при игре в кёрлинг.

«Паралимпиец испытывал трудности при игре, потому что толкать камень весом 20 килограммов, сидя в инвалидной коляске, без какой-либо опоры крайне неудобно, и приходится сильно наклоняться, держась за колесо. В зарубежном адаптивном спорте существуют специальные приспособления, но все они дорогостоящие и недоступны для наших игроков. Мы решили взять их за аналог и при помощи доступных деталей сделать подобную опору с меньшей себестоимостью», — делится руководитель проектной группы, студентка 2-го курса ИЦМиМ Наталия ДОНЕЦКАЯ. Коляску уже передали заказчику, а социальные службы Красноярска заинтересовались работой студентов СФУ. Сейчас ведутся переговоры по разработке различных бытовых приспособлений для инвалидных кресел, которые повысят повседневный комфорт и качество жизни людей с ограниченными возможностями. В планах студентов проектирование специальных столиков для колясок, а также крепёж полозьев к передним колёсам для передвижения по снегу.

Русские ниндзя

Ещё одной особенностью CDIO является постоянный обмен опытом с зарубежными коллегами. Притом международное сотрудничество простирается далеко за пределы менеджмента проекта. Ежегодно участники из разных стран мира встречаются на Академии CDIO — международном конкурсе студенческих инженерных изобретений.

Этим летом второкурсники Александр ФЕДОСЕЕВ и Александр КОЧЕВ, обучающиеся по направлению «Теплотехника и теплоэнергетика» в Политехническом институте СФУ, вошли в топ-40 лучших студентов инженерных специальностей мира и стали участниками Академии в Университете Каназавы (Япония). В командах со студентами из США, Великобритании, Китая и Индонезии они прогнозировали, какое будущее принесут дроны и как повлияют на нашу повседневную жизнь. А ещё они получили типичное для CDIO задание — спроектировать, построить, протестировать и презентовать подъёмный механизм для дрона. На заочном этапе занимались расчётами, моделированием и разработкой концепции дрона. В проектном лагере в Японии при помощи 3D-принтера и лазерной резьбы изготавливали детали и проводили испытания получившегося изобретения.

«Мы решили создать дрон, который бы облегчил жизнь инженерам-строителям, работающим на большой высоте. Например, доставлял бы им наверх еду во время перерыва. Само задание предполагало, что мы должны обладать знаниями по механике, и когда мы начали проектировать и строить, я с большой радостью понял, что мы проходили это в прошлом семестре», — поделился впечатлениями Александр Федосеев.

Инженеры без права на ошибку

Нестандартные интегрированные дисциплины, отвечающие вызовам современного общества, — также стандарт программы CDIO. В СФУ были введены такие новые дисциплины, как «Инженерная этика» — предмет, на котором студентов учат думать о последствиях своих изобретений; «История и философия науки, техники и производства» — анализировать и связывать историю инженерии с развитием общества; «Решение технических кейсов» — практико-ориентированный курс, в рамках которого будущие инженеры узнают, как придумывать и воплощать в жизнь идеи разного уровня сложности.

Сейчас планируется запустить уникальную учебную дисциплину «Системная инженерия». В ходе её освоения студенты CDIO научатся минимизировать риски и создавать комплексные инженерные системы без права на ошибку.

По словам соразработчика программы, доцента Политехнического института СФУ Дениса ВАВИЛОВА, сегодня в мире не остаётся простых объектов, и умение проектировать, конструировать и запускать системы повышенного уровня сложности с первого раза — важное для инженера нового поколения умение, дающее ему конкурентные преимущества на рынке труда. «Я всегда привожу в пример миссию „Розетты“, когда учёные должны были спроектировать и запустить космический аппарат на комету. У них был всего лишь один шанс взять образцы, и не было права на ошибку, потому что повторить эти условия было бы невозможно. С таким же уровнем ответственности мы сталкиваемся, когда речь идёт о спасении человеческих жизней, например. Научить этому студентов — архисложная, но выполнимая задача», — подчеркнул он.

Для преподавателей методика CDIO — тоже своего рода вызов, потому что все преимущества, которые даёт студентам эта образовательная технология, могут быть либо сведены к нулю, либо преумножены в разы в зависимости от того, как взаимодействует учитель и ученик. В СФУ реализуется программа повышения квалификации для педагогов CDIO «Technology and Engineering Teaching». Главная цель программы — научить преподавателей учить студентов по-новому, в соответствии со стандартами CDIO.

Программа повышения квалификации содержит 8 различных модулей, в ходе освоения которых преподаватель обновляет знания о компетентностном подходе в образовании, применении активных педагогических технологий, интеграции с преподавателями других дисциплин. И даже получает навыки редизайна образовательных программ в соответствии с запросом студента.

«В мире привыкли воспринимать переквалификацию как нечто интенсивное и краткосрочное. Пролонгировать этот процесс на 4 года и завязать его на нужды студентов было нашим ноу-хау. Реализация проекта CDIO в СФУ ознаменована зарождением культуры изменений. Запустив в 2013 году этот стратегический проект, мы начали перенимать опыт других вузов, учиться стандартам CDIO. Теперь мы видим, что СФУ стал частью большого интернационального сообщества, занимающегося ликвидацией кризиса инженерного образования. И теперь мы можем не только быть теми, кто реализует стандарты, но и выйти в активные участники, вносить что-то своё в саму инициативу», — отмечает заместитель директора Департамента проектной деятельности Наталья Гафурова.

Любовь ПОЛЕЖАЕВА
Фото с защиты проектов Евгения ПУЗИНА