ПРЕПОДАВАНЕ НА ТРИЗ В УНИВЕРСИТЕТА Продължителни изследвания - Образование за нова ера
RMIT University, School of Electrical and Computer Engineering GPO Box 2476, Melbourne VIC 3001, Австралия
1. Въведение
1.1. Значението на уменията за решаване на проблеми
Съществува ясна нужда от завършили студенти с добре развити умения за решаване на проблеми в много професии. Австралийската търговско-промишлена палата и Австралийският бизнес съвет изброяват решаването на проблеми като едно от осемте умения, които ще определят привлекателността на бъдещото набиране на персонал. Австралийските възпитаници на възпитаници също са класирали уменията за решаване на проблеми сред деветте основни умения за заетост, които според тях завършилият трябва да притежава в допълнение към съответните академични постижения. Уменията за решаване на проблеми са включени в списъците на завършилите черти, например, както е определено от Австралийската технологична мрежа [3]. Тази област е определена като критична за завършилите инженерство във важната работа на Американската национална инженерна академия сред квалификациите, необходими за инженерите през 21 век [4]. Австралийската агенция за акредитация на инженерство одобри компетентността да „дефинира проблем, да го формулира и реши“ като една от шестте инженерни способности. [5].
Типично инженерно предизвикателство е отворен край и поне на теория може да има много приемливи решения. Тези решения могат да използват различни принципи на работа - механични, химични, електрически и други. По този начин, за да разрешат успешно проблем, инженерите трябва да демонстрират широки познания за своята дисциплина и не само. Значението на специфичните за предмета знания и свързаните с тях когнитивни умения за ефективното им прилагане поражда много предизвикателства пред инженерните преподаватели. Те трябва да научат своите ученици да придобият широки научни, инженерни и професионални знания и да гарантират, че студентите са усвоили умения за решаване на инженерни проблеми, за да приложат своите знания на високо ниво. Въпреки че решаването на проблеми отдавна се разглежда като важно умение в инженерната професия, машиностроителната индустрия съобщава за неуспех на предизвикателството за инженерно образование, за да го преподава добре [6] и предупреждава, че промените в инженерната учебна програма отдавна са закъснели, за да осигурят на студентите желания проблем умения за решаване [7].
1.2. Преподаване на инженерни решения на проблеми: Как?
Ясно е установено, че уменията за решаване на проблеми трябва да се преподават директно [8]. За провеждането на такова обучение обикновено се използват два основни подхода: „обогатяване“ и „въвеждане“. При подхода „обогатяване” модулите за мислене се преподават успоредно с наличните специфични за раздела материали. Програмите за когнитивно ускорение и обогатяване [9, 10] са примери за този подход в неинженерни области. Курсовете по теория на изобретателното решаване на проблеми (TRIZ) [11-13] са примери за обогатяващ подход в инженерното образование. Инженерните програми рядко възприемат обогатяващ подход при преподаването на когнитивни умения. Това се дължи главно на факта, че създателите им смятат, че в учебната програма вече няма достатъчно свободно пространство, препълнено със специфични знания за конкретни предмети за специални предмети, които се фокусират само върху уменията за решаване на инженерни проблеми.
И обратно, „въвеждащите“ стратегии включват преподаване на решаване на проблеми в контекста на учебна програма, основана на дисциплина [14]. Бруер показа, че подобно въведение в учебната програма е добра стратегия за подготовка на „интелигентни начинаещи“ [15]. Шварц и Паркс, както и Тишман, Перкинс и Джей също се аргументираха за предимството на „въвеждащия” подход пред „обогатяващия” [16, 17].
Инженерните учители, обикновено с технически опит, често са в мрак относно необходимостта от техники за директно решаване на проблеми. Често се приема, че студентите ще придобият правилните когнитивни умения, просто като завършат стандартна работа в рамките на курса и последователно решават все по-"сложни" проблеми в течение на 4 години от получаване на инженерно висше образование. Това мнение се подкрепя от очакваната „преносимост“ на когнитивните умения. Тъй като инженерните умения за решаване на проблеми са подмножество на когнитивните умения, те също се считат за прехвърляеми [18]. Следователно тези умения могат да бъдат придобити другаде и изглежда няма нужда да се разработват инженерни програми, фокусирани директно върху развиването на умения за решаване на студентски проблеми. По този начин инженерните програми обикновено се изграждат върху погрешното очакване, че уменията на учениците за решаване на проблеми ще се подобрят сами, без правилно планирано „въвеждане“ на тези умения в контекста на специализираните дисциплини. За съжаление преносимостта не е коз. Все още изследователите не са сигурни колко преносими са когнитивните умения. Clanchy и Ballard, както и Geek, например, отбелязват, че въпреки че универсалните умения се придобиват в контекста на даден предмет, ефективността на прехвърлянето на умения може да се различава от студент на студент или дори да не се проявява изобщо.
Наличието на различни методи на преподаване (например традиционно обучение спрямо базирано на задачи) и несигурността относно ефективността на тези преподавателски стратегии [21, 22] допълнително усложняват ситуацията за създателите на инженерната програма. Ситуацията е допълнително объркана от наличието на нови образователни технологии и компютърни инструменти.