Wizja edukacji inżynierskiej z perspektywy CDIO

Świat zmienia się gwałtownie w wyniku eksplozji wiedzy, rozwoju technologii, globalizacji. Zmieniły się sposoby komunikacji, pracy, podróżowania, prowadzenia biznesu. W tych warunkach, podejście do edukacji inżynierskiej powinno ulec transformacji, aby uzyskać te efekty kształcenia, które nabierają znaczenia we współczesnym świecie. Należy przy tym wykorzystać innowacje technologiczne oraz nowe techniki nauczania.

Kluczowymi aspektami edukacji inżynierskiej są:

1. Rygor inżynierii

W 20. wieku głównym celem studiów było zdobycie wiedzy. Dzisiaj ważniejsze jest nauczenie myślenia i efektywnych sposobów uczenia się. Współczesny inżynier nie musi mieć w pamięci całej wiedzy wyuczonej w szkole. Ważne jest aby przesunąć sposób edukacji od wtłaczania do głów dużej ilości wiedzy eksperckiej, do uczenia jak pozyskiwać wiedzę z morza informacji i jak ją wykorzystywać w praktyce.

Student powinien wiedzieć jak dokonywać dekompozycji dużego problemu, umieć poruszać się od ogółu do szczegółu, modelować problem słowami i na rysunkach, mierzyć, oceniać rząd wielkości i dokładności pomiaru. Chociaż w szkolnictwie wyższym nie słabnie trend w kierunku specjalizacji, wielu pracodawców domaga się od absolwentów umiejętności syntezy.

2. Rozwiązywanie problemów niestrukturalnych i myślenie krytyczne

Trzy podstawowe kategorie problemów, które rozwiązuje praktykujący inżynier to: podejmowanie decyzji, projektowanie i diagnostyka uszkodzeń. Większy nacisk w programach kształcenia należy kłaść na rozwiązywanie wziętych z życia problemów niestrukturalnych (nie poddających się algorytmizacji).

Istotne jest kształtowanie studenckiej niezależności i krytycznej postawy. Krytyczne myślenie to zadawanie prawidłowych pytań. Czasami sformułowanie trafnego pytania staje się krokiem naprzód do rozwiązania problemu.

3. Myślenie interdyscyplinarne

Współczesny świat woła o bardziej holistyczne podejście do edukacji inżynierskiej.

Edukacja powinna dotyczyć technik rozwiązywania problemów interdyscyplinarnych, w których wplecione są nie tylko różne inżynierskie dyscypliny, lecz także czynniki społeczne i ludzkie. Nowe pokolenie musi rozumieć jak podjąć społeczne i inżynierskie wyzwania poprzez rozwiązania, których działanie i funkcje nie tylko zależą od technologii, lecz także od społeczno-ekonomicznego kontekstu, w którym operują.

Musimy pomóc studentom myśleć w szerszej perspektywie, pozwolić im widzieć społeczny, kulturalny i historyczny kontekst celów, procesów i wyników prac badawczych lub projektowych, a także widzieć, że to co robią może być przyczyną niezamierzonych konsekwencji.

4. Kreatywność, innowacyjność

Edukacja inżynierska sprawdzi się w przyszłości jeżeli zapewnimy, że jej efekty będą prowadziły nie tylko do dobrego opanowania rygoru inżynierii, lecz także nabycia możliwości operacyjnych w zakresie kreatywnego myślenia.

Z pasywnych słuchaczy nie wyrosną kreatywni inżynierowie. Aby pobudzić ciekawość i otwartość umysłu musimy oferować studentom środowisko aktywnego uczenia się poprzez praktykę, taką jak w projektach, gdzie studenci myślą koncepcyjnie, projektują, budują i testują eksperymenty, maszyny i systemy. Takie środowisko dydaktyczne pozwoli studentom podejmować ryzyko, odkrywać i rozwijać własną inteligencję. Tylko w ten sposób studenci wyrobią sobie wymaganą zdolność kreatywnego myślenia.

Innowacyjność wymaga wyobraźni i holistycznego myślenia, ale też logicznego wnioskowania i planowania. Kreatywność i innowacyjność mogą być stymulowane poprzez zabranie studentów z ich strefy komfortu, bombardowanie ich faktami, z którymi się jeszcze nie zetknęli, stawianie wymagań w projektach, stwarzanie możliwości do studiowania za granicą, lokowanie na praktykach w zakładach przemysłowych.

5. Praca zespołowa i  komunikacja

Wiele praktycznych działań inżynierskich wymaga pracy zespołowej. Zdolność zastosowania teorii do trudnych problemów we współpracy z innymi ludźmi, jest ważnym atrybutem inżynierów. Uczenie się poprzez rozwiązywanie razem rzeczywistych problemów i podejmowanie ryzyka musi stać się aspektem przyszłych programów kształcenia. Absolwenci powinni być zdolni do podjęcia roli agentów zmian, co oznacza, że muszą być przygotowani do przewodzenia zespołom, czyli wykształcić cechy, które są potrzebne do kierowania produkcją przemysłową i badaniami.

Technologie informacyjne kreują olbrzymie możliwości współpracy w czasie i przestrzeni, lecz także generują bariery, które uniemożliwiają interakcje interpersonalne. Praca z wykorzystaniem technologii informacyjnych powoduje, że chociaż zespoły są lepiej skomunikowane, to relacje społeczne są bardziej luźne i bezosobowe niż 20 lat temu. Pojawienie się nowych technologii informacyjnych oznacza również, że komunikacja między inżynierami nie odbywa się w formie ustnych prezentacji i pisemnych raportów technicznych. Studenci potrzebują rozwinięcia szerszych umiejętności: działania w systemach wirtualnych konferencji, sieciowych narzędziach współpracy, zarządzania danymi w chmurze i we wszystkim, co rozwój technologii przyniesie.

Technologie informacyjne kreują atrakcyjne alternatywy istniejących formatów edukacyjnych, a studenci szybko uczą się jak z tego korzystać. Zaangażowanie studentów może wkrótce zwrócić się ku bardziej indywidualnemu podejściu do uczenia się, pozwalającemu na większą elastyczność.

Studenci muszą się uczyć języka dyskusji w swojej własnej dyscyplinie inżynierskiej i w tych dyscyplinach, z którymi kooperują. Muszą być świadomi, że dane mogą być interpretowane w różny sposób, muszą także umieć przekonywać innych, że ich projekty albo usługi są efektywne i użyteczne.

Ponieważ nowe technologie zakorzeniają się w każdym aspekcie naszego życia, relacje pomiędzy inżynierią i polityką społeczną będą się zacieśniać. Dlatego studenci powinni być ćwiczeni jak uczestniczyć w debatach na temat bardziej kontrowersyjnych obszarów inżynierii, nie tylko z inżynierami, lecz także z liderami biznesu, politykami, finansistami, prawnikami, humanistami.

6. Nastawienie globalne: mobilność i różnorodność

W programie kształcenia powinny być zawarte kwestie globalizacyjne. Przestrzeń nie stanowi obecnie ograniczeń w praktyce inżynierskiej. Łatwość przemieszczania się intensyfikuje zapotrzebowanie na inżynierów, którzy są zdolni do pracy w globalnie połączonym świecie, w wielonarodowych, wielokulturowych zespołach, których członkowie mogą pracować na różnych kontynentach, w różnych kulturowych środowiskach i różnych ramach czasowych. Studenci powinni uczyć się efektywnie zmagać z kwestiami etycznymi, pojawiającymi się na skutek kulturowych lub narodowych różnic w międzynarodowym zespole. 

Globalizacja zwiększa liczbę studentów, którzy uczestniczą w wymianie międzynarodowej. Różnorodność narodowości wzbogaca kulturę studiowania. Praktyka zagraniczna zwiększa wszechstronność młodych absolwentów poprzez rozwój umiejętności międzyosobowych i zdolności do adaptacji. Warunkiem jest jednak aby czas spędzony za granicą był spożytkowany na wspólne uczenie się i różne formy komunikacji.

Liczba inżynierów na świecie rośnie w wielkim tempie z powodu masowości technicznego kształcenia. Obecnie około 40 % studentów uczy się w „tanich” krajach: w Brazylii, Chinach, Indiach i Federacji Rosyjskiej. Aby sprostać konkurencji inne uczelnie muszą podnosić jakość kształcenia niższym kosztem.

7. Ambitna kultura studiowania: zaangażowanie studentów i społeczność profesjonalnego uczenia się

Edukacja inżynieryjna powinna być zajmująca, przyciągająca, motywująca i kreująca uczącą się społeczność, stymulująca wszystkich studentów do odkrywania swoich talentów. Celem jest wytworzenie klimatu, w którym studenci są zaangażowani w odkrywanie idei. Taki klimat można osiągnąć skupiając się w procesie uczenia na studencie i kładąc nacisk na uczeniu za pomocą doświadczenia. Praca i doświadczenia w laboratoriach i przestrzeniach do prototypowania wyrabiają w studentach cechy nietechniczne, takie jak zdolność do przewodzenia zespołem i postawę etyczną. Poprzez wykonywanie i testowanie zaprojektowanego przez siebie wyrobu student jest postawiony twarzą w twarz z praktyką produkcji, zarządzaniem ludźmi, swoimi osobowymi umiejętnościami i społecznymi konsekwencjami swojej działalności.

Istotne jest też, że studenci doświadczają prawdziwego świata inżynierii i poznają smak czystych badań, otrzymują lektury i rady od swoich profesorów, ekspertów i naukowców. Eksperymentowanie w laboratoriach, projekty rozwiązujące rzeczywiste problemy, praktyki w przemyśle, zwiększają studenckie zaangażowanie i pozwalają studentom nauczyć się jak kształtować i monitorować własny rozwój. Studenci powinni być przygotowani do wzięcia odpowiedzialności za swoje własne kompetencje i rozwój umiejętności, powinni działać jak impresario swojej własnej kariery. 

Studenci przychodzą na uczelnię nie tylko po stopień inżyniera, lecz także dla osobistego rozwoju. W laboratorium studenci uczą się od swoich rówieśników, dzięki temu, że mają różne zainteresowania, doświadczenia, talenty. Dlatego też fizyczna przestrzeń laboratoryjna pozostanie najważniejszą do uczenia się sztuki inżynierskiej, a także miejscem innowacji i eksperymentów.

W przeciwieństwie do lekarzy i prawników inżynierowie za mało dbają o tradycję. Powoływanie się w procesie edukacyjnym na przykłady zaczerpnięte z historii promuje pozytywny wizerunek profesji inżynierskiej. Analiza sukcesów innowacyjnych inżynierów może pomóc studentom zrozumieć korzenie wyobraźni i innowacji.

Kwestie odpowiedzialności etycznej nie powinny być dłużej utrzymywane na marginesie programu studiów.

Zaangażowanie studentów wymaga profesjonalnej społeczności wykładowców z wiedzą i umiejętnością zarażania innych pasją. Potrzebna jest kultura i klimat, w którym wykładowcy są w stanie pracować jako zespół, służący przykładem dla studentów.

Postęp technologii informacyjnych ułatwia studentom wzajemną wymianę pytań i odpowiedzi, a nauczycielom umożliwia dostarczanie studentom sprzężenia zwrotnego w czasie rzeczywistym. W obliczu rewolucji w krajobrazie technologicznym kluczowe znaczenie ma umiejętność pracy kadry dydaktycznej z użyciem mediów cyfrowych.

8. Możliwości zatrudnienia absolwentów i uczenie się przez całe życie

Inżynierowie w przyszłości będą zmieniali pracę częściej niż obecnie. Muszą mieć zdolność adaptacji i być elastyczni, co oznacza, że muszą umieć uczyć się nowej pracy. Sprzyja temu edukacja prowadzona z naciskiem na szerokie umiejętności oraz szerszy i bardziej wyrównany zasób wiedzy przekazywany na studiach. Stąd ważne jest takie zaprojektowanie programu studiów, aby nie były one tylko przygotowaniem dla kariery w szczególnej dyscyplinie, lecz raczej podstawą dla uczenia się przez całe życie. Akcent w procesie edukacyjnym powinien być przesunięty z mistrzostwa w wiedzy na mistrzostwo w procesie uczenia się.

Uczenie się przez całe życie dotyczy również kadry dydaktycznej, która powinna uaktualniać swoją wiedzę aby być na czasie z postępem edukacji inżynierskiej. Nowe techniki nauczania, to na przykład: flipped classroom, peer assessment, peer instruction, personal learning journal, assessment for learning.


W środowisku CDIO uważa się, że programy kształcenia powinny być zreformowane tak, aby przesunąć środek ciężkości efektów kształcenia z wiedzy na umiejętności. Dla kariery zawodowej inżyniera nie mniej ważne od tego co wie, jest jak się potrafi uczyć i jak jest zdolny do zastosowania tego, czego się nauczył.

Panuje zgodna opinia, że najważniejszym atrybutem inżyniera przyszłości jest umiejętność  uczenia się przez całe życie.

Absolwenci powinni posiadać fundamentalną wiedzę inżynierską, być wrażliwi kulturalnie, zdolni do demonstrowania przywództwa, elastyczni i mobilni, powinni mieć respekt dla kwestii etycznych, posiadać umiejętność do pracy w zespole oraz myśleć i działać kreatywnie oraz interdyscyplinarnie. Ponadto powinni być biegli w komunikacji z otoczeniem. Te wymagania nie są nowe, lecz ich znaczenie rośnie.

Zakres wiedzy i przyzwyczajenia, jakie studenci wyniosą z uczelni są uzależnione od tego jak są uczeni i jak dobrze są uczeni. Sposób, w jaki uczymy studentów, jest tak samo lub nawet bardziej ważny od tego, czego i w jakim zakresie uczymy.

Trzeba dokonać zmian w podejściu do edukacji inżynierskiej, korzystając z innowacji technologicznych i nowych technik nauczania, w celu wzmocnienia pozycji profesji inżynierskiej tak, aby była konkurencyjna, dochodowa, poważana i atrakcyjna na rynku pracy.

Strona Internetowa Jakość kształcenia na Politechnice Gdańskiej prowadzona jest przez Dział Zarządzania Jakością.

Ostatnia aktualizacja: 22.06.2017 r.