Сервисное обучение в инженерном образовании - Service-learning in engineering education

Многие преподаватели инженерного дела видят сервисное обучение как решение ряда распространенных проблем инженерного образования сегодня. В прошлом учебная программа по инженерным наукам колебалась от упора на инженерные науки до упора на практические аспекты инженерии. Сегодня многие преподаватели инженерных специальностей обеспокоены тем, что их ученики не получают достаточных практических знаний в области инженерии и ее контекста. Некоторые предполагают, что добавление контекста к инженерному делу помогает стимулировать учебу студентов инженерных специальностей и, таким образом, улучшает удержание и разнообразие в технических школах. Другие считают, что стили обучения не соответствуют стилям обучения студентов инженерных специальностей.

Многие преподаватели инженерного факультета считают, что образовательное решение заключается в использовании более конструктивистского подхода, когда студенты конструируют знания и связи между узлами знаний, а не пассивно усваивают знания. Педагоги рассматривают сервисное обучение как способ реализовать конструктивизм в инженерном образовании, а также согласовать стили обучения со стилями обучения типичных студентов-инженеров. В результате многие инженерные школы начали включать обучение с помощью услуг в свои учебные программы.

История

Конец Второй мировой войны ознаменовал начало движения к усилению акцента на инженерные науки в инженерном образовании. Изначально это движение повысило качество инженерного образования. Однако после десятилетий растущего интереса к естествознанию студенты инженерное образование начал не хватать инструкций по практическим инженерным приложениям. В то же время инженерный опыт бакалавриата становился все более фрагментированным.[1] Как описал это один автор: «Школы разбивают знания и опыт на предметы, неустанно превращая целое в части, цветы в лепестки, историю в события, никогда не восстанавливая непрерывности».[2]

В 1980-х годах многие различные организации, включая исследовательские институты и профессиональные ассоциации, проводили исследования, пытаясь решить образовательные проблемы в области инженерии. Хотя они проводили свои исследования независимо, они пришли к нескольким общим выводам. Исследователи согласились с тем, что инженерные школы должны продолжать давать основательные теоретические знания. Однако они также призвали уделять больше внимания синтезу и пониманию дизайна, а также повышать степень воздействия на социальный контекст и междисциплинарную командную работу.[1] В более поздних отчетах была подтверждена необходимость большего знакомства с инженерным контекстом, а также необходимость сделать инженерное дело более привлекательным и актуальным для студентов.[3] В статьях также сообщалось о необходимости развития у студентов инженерных специальностей профессиональных навыков и навыков межличностного общения.[4]

Инженерное образование сегодня

Сегодня требования к инженерным программам отражают движение к решению проблем инженерного образования, обнаруженных в прошлых исследованиях. Многие преподаватели инженерного дела рассматривают служебное обучение как способ улучшить свои программы, знакомя студентов с инженерным контекстом, а также давая им возможность развивать профессиональные навыки и навыки межличностного общения. Эти значения отражены в Совет по аккредитации техники и технологий (ABET) стандарты для инженерных школ. Чтобы инженерная программа поддерживала 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

Конструктивизм

Метод обучения служению хорошо согласуется с философией преподавания, известной как конструктивизм. Конструктивизм - это педагогическая теория, уходящая корнями в психологию и социологию.[6][7] Он утверждает, что учащиеся конструируют знания из предыдущих знаний, а не пассивно поглощают знания из внешних источников.[6][7][8] Кроме 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 студенты могут активно накапливать знания, участвуя в реальных проектах. Рефлексивная часть служебного обучения дает студентам время для установления связи между старыми и новыми знаниями.

Многие педагоги признали конструктивизм и критиковали его. эпистемологически и педагогически. С педагогической точки зрения критики утверждают, что конструктивистский подход дает студентам глубокие знания, но не широту знаний. Поскольку при конструктивистском подходе требуется значительное количество времени, чтобы позволить студентам создавать новые знания и соотносить их с предыдущими знаниями посредством размышлений, преподаватели обычно не могут охватить большой объем материала.[10] Однако, хотя это может стать серьезной проблемой для многих курсов, особая роль служебного обучения, которую играет в курсах инженерной школы, смягчает эти проблемы. Сервисное обучение обычно появляется на вводных или дополнительных курсах инженерной школы. Цели этих курсов не столько в том, чтобы получить подробное и широкое понимание области, сколько в том, чтобы получить реальный инженерный опыт. Это заметно отличается от курсов, где студенты должны получить огромное количество 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, по мере того как они продолжают изолированно строить знания на основе ранее существовавших знаний, их взгляд на мир может постепенно отличаться от реальности.[11] Хотя это может быть слабым местом для многих курсов, в процессе обучения обслуживанию студенты работают над созданием реальных решений для реальных клиентов. Таким образом, их идеи должны быть согласованы не только с другими членами команды инженеров, но и с реальностью.

Стили обучения

В последние годы исследования инженерного образования выявили стили обучения большинства студентов инженерных специальностей и стили преподавания многих профессоров инженерных специальностей несовместимы. Пять хорошо известных параметров стиля обучения включают в себя: сенсорный / интуитивный, визуальный / слуховой, индуктивный / дедуктивный, активный / рефлексивный и глобальный / последовательный.

По словам Ричарда Фелдера из Государственного университета Северной Каролины и Линды Сильверман из Института изучения перспективного развития, большинство студентов инженерных специальностей обучаются визуально, сенсорно, индуктивно и активно. Кроме того, многие из творческих студентов учатся по всему миру. Однако в большинстве случаев инженерное образование носит слуховой, интуитивный, дедуктивный, пассивный и последовательный характер.[12]

Однако такие выводы не подтверждаются исследованиями. Нет никаких доказательств того, что определение стиля обучения учащегося дает лучшие результаты, и есть веские доказательства того, что широко распространенная «гипотеза сетки» (что ученик будет лучше учиться, если его учат методом, который считается подходящим для его стиля обучения) неверна.[13] Хорошо спланированные исследования «категорически противоречат популярной гипотезе построения сетки».[13]

Обучение онлайн-сервису

Хотя интерес к служебному обучению в образовательных учреждениях возрос, эти проекты часто очень дороги для студентов и университетов. Тем не менее, было несколько примеров успешных проектов обучения служению, реализуемых через Интернет.

Инженерные программы с сервисным обучением

Многие университеты включили служебное обучение в свои учебные программы для удовлетворения контекстных, мотивационных и многопрофильных потребностей команды. В 1995 г. в университете Пердью была создана программа «Инженерные проекты в сфере общественных работ» (EPICS). В рамках этой программы от первокурсников до старших курсов бакалавриата инженеры формируют многопрофильные команды для удовлетворения потребностей сообщества. Учащиеся зарабатывают различное количество кредитных часов в зависимости от года обучения в школе и соответствующего вклада в проект. В Purdue сервисные проекты являются долгосрочными, и студенты зарабатывают до семи семестров кредита, работая над сервисным проектом. Программа началась с 40 студентов в 5 командах, но быстро выросла до 400 студентов в 24 командах.[11]

Программа EPICS в Purdue, а также программы служебного обучения в других университетах преуспели в предоставлении студентам практического опыта, контекста и мотивации для инженерии. Семьдесят семь процентов студентов, которые смогли вернуться к программе EPICS, остались на дополнительные семестры. По оценке студентов, 70% студентов указали, что программа положительно повлияла на их решение остаться в инженерии; из 30%, которые ответили иначе, некоторые указали, что они ранее решили остаться в инженерной сфере до начала программы, и, таким образом, программа не повлияла на их решение остаться в разработке. Отзывы студентов также дали положительные результаты для образовательных целей. В таблице ниже приведены ответы:

В комментариях к оценке студенты также заявили, что EPICS полностью изменил их взгляд на инженерию, придав им смысл и направление во всех их инженерных исследованиях.[11]

Государственный университет Пенсильвании создал программу сертификации под названием «Гуманитарная инженерия». Основное внимание в программе уделяется построению отношений, а не просто проектным упражнениям. Долгосрочный, устойчивый, совместное партнерство формируются из принимающих университетов и маргинализированных сообществ. Это позволяет разрабатывать информационные программы в университетах, охватывающие местные сообщества. Программа штата Пенсильвания вертикально интегрирована в четырехлетнюю инженерную программу, позволяя студентам наладить 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 сильный акцент делается на предпринимательстве. Разрабатываются инженерные проектные решения, и студентам предлагается разработать бизнес-планы и реализовать их в принимающем сообществе.

Университет Клемсона также проводит Clemson Engineers for Developing Country (CEDC), многоуровневую иммерсивную организацию и курс под руководством студентов, которые предоставляют студентам Clemson любой специальности обучение обслуживанию и опыт работы в проектах. Программа направлена ​​на предоставление устойчивых решений, направленных на повышение качества жизни людей, живущих в развивающемся мире, с использованием студентов для всего проектирования, планирования и реализации проектов. CEDC имеет корпоративную организационную структуру, возглавляемую студентами, включая вертикальную интеграцию от первокурсников до аспирантов и горизонтальную интеграцию из более чем 30 специальностей, и работает над от 15 до 20 проектов в семестр. В программе также представлены многопрофильные команды из 2–4 студентов-практикантов, проживающих в Гаити поездки на Гаити для групп из 10–14 студентов в течение всего года, на осенние и весенние каникулы для сбора данных для своих проектов, а также курс в Университете Клемсона для студентов для работы над своими многосеместровыми проектами. Программа спроектировала и управляла строительными проектами на Гаити на сумму более 2 миллионов долларов, все под непосредственным надзором и управлением стажеров CEDC, которых размещает Партнеры в области здравоохранения. На сегодняшний день студенты CEDC реализовали проекты по всему сельскому Центральному плато Гаити (в том числе несколько в Cange ), которые включают несколько водных систем, рыбоводный завод, биодеструктор система и ремонт государственных школ.

Социальные и этические последствия

В ACM Кодекс этики перечисляет вклад в общество и человеческое благополучие, а также на улучшение понимания общественностью области работы инженера. Сервисное обучение дает инженерам возможность вносить свой вклад в жизнь общества и просвещать общественность.

Педагоги надеются, что наряду с укреплением хороших отношений между сообществом и университетом, внедрение служебного обучения увеличит разнообразие и удержание в инженерной школе. Диверсификация инженерного состава позволит инженерным командам лучше понимать потребности общества. Таким образом, диверсификация команд инженеров позволит инженерам как удовлетворять реальные потребности, так и предоставлять интерфейсы для своих решений, понятные общественности. Точно так же общество нуждается в огромном количестве инженеров, чтобы удовлетворить потребности огромного общества.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Э. Фромм, Меняющаяся парадигма инженерного образования, J. Eng. Образов., Т. 92, апрель 2003 г.
  2. ^ М. Фергюсон, Заговор Водолея: личная и социальная трансформация в 1980-е годы, Издательство Св. Мартина, 1980.
  3. ^ Совет инженерных деканов и корпоративный круглый стол Американского общества инженерного образования, Зеленый отчет: инженерное образование для меняющегося мира, Американское общество инженерного образования, 1994
  4. ^ T.W. Хисси, Образование и карьера 2000, Труды IEEE, т. 88, 2000
  5. ^ ABET, Критерии аккредитации инженерных программ, Комиссия по технической аккредитации Совет по аккредитации техники и технологий., 2005.
  6. ^ а б Дж. Мариаппан, С. Монеми и У. Фан, Повышение подлинного опыта обучения с помощью инженерного обучения на уровне сообщества, 2005.
  7. ^ а б М. Бен-Ари, Конструктивизм в компьютерном образовании, SIGCSE, 1998 г.
  8. ^ Дж. П. Смит III, А. А. ди Сесса и Дж. Рошель, Переосмысление заблуждений: конструктивистский анализ знаний в переходный период, Журнал обучающих наук, т. 3. С. 115–163, 1993–1994.
  9. ^ Дж. Д. Брансфорд и Б. С. Стейн, ИДЕАЛЬНЫЙ РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМ, Нью-Йорк, Байс-Хит, 1993.
  10. ^ Р. К. Колл и Т. Г. Н. Тейлор, Использование конструктивизма для информирования, педагогика третичной химии, Химическое образование: исследования и практика в Европе, т. 2. С. 215–226, 2001.
  11. ^ а б c М. Ольссен, Радикальный конструктивизм и его несостоятельность: антиреализм и индивидуализм, Британский журнал образовательных исследований, т. 44, стр. 275–295, сентябрь 1996 г.
  12. ^ Р. М. Фельдер и Л. К. Сильверман, Стили обучения и преподавания в инженерном образовании, Engr. Образование, т. 78, стр. 674–681, 1988.
  13. ^ а б Pashler, H .; McDaniel, M .; Rohrer, D .; Бьорк, Р. (2008). «Стили обучения: концепции и доказательства». Психологическая наука в интересах общества. 9 (3): 105–119. Дои:10.1111 / j.1539-6053.2009.01038.x. PMID  26162104.

внешняя ссылка