Обучение инновационной инженерной деятельности в состязательной образовательной среде

Введение. Уровень владения инновационной инженерной деятельностью всегда определял квалификацию инженерных кадров, обеспечивающих технический прогресс общества и технологический уклад его экономики. В связи с этим актуальна проблема повышения эффективности подготовки к такой деятельности. Для ее решения создается соответствующая образовательная среда, являющаяся обучающим, развивающим, воспитывающим, контрольно-диагностическим и рефлексивным средством, позволяющим моделировать различные педагогические условия, включая инновационную деятельность. Наиболее эффективны конкурентные среды за счет повышенной мотивации их субъектов к обучению, формируемой при реализации в них естественного качества человека - состязательности. Однако в них недостаточно полно реализованы механизм формирования мотивации и ее структура. В связи с этим возникает дилемма создания новой образовательной среды на основе использования состязательности.

Цель настоящей работы - повышение эффективности подготовки студентов университетов к инновационной инженерной деятельности за счет высокой мотивации к ее овладению на основе использования состязательности.

Методология и методы. В исследованиях авторы руководствовались концепцией многоуровневой и многоэтапной подготовки студентов университетов к инновационной инженерной деятельности. Для ее реализации была использована методологическая система, включающая: 1) подходы к обучению (интегрированный, междисциплинарный, системный, субстратный и структурированный), направленные на создание состязательной образовательной среды с ее специфической структурой и субстратами); 2) методы (соревнования - для обеспечения повышенной мотивации; гипотетико-дедуктивный - для выдвижения гипотезы; морфологии - для анализа и выбора методов; педагогики сотрудничества - для создания комфортной среды); 3) принципы (соревновательности, единства фундаментальности и профессиональной направленности, межпредметности и междисциплинарности и др.).

Результаты и научная новизна. В ходе исследования была создана состязательная образовательная среда как система взаимодействующих субъектов и объектов образовательной деятельности, имеющая многокомпонентную структуру. При ее разработке особое внимание было обращено на проектирование моделей организационных форм ее реализации, общей для которых является высокая личная мотивация участников за счет наличия конкуренции, состязательности и соперничества. Одни из них - ежегодно реализуемый авторами всероссийский научный студенческий фестиваль и сопутствующие ему мероприятия. Рассмотрены также особенности формирования в этих условиях у студентов повышенной мотивации к овладению инновационной деятельностью с учетом их психолого-поведенческих особенностей. Выявлена ее структура как совокупность побуждений, вызывающих активность личности в этой деятельности, определяемых не только возможностью реализовать каждому студенту личностное качество состязательности, но и другими мотивами, обусловленными переживаемыми ими эмоциями на этапах конкурсного субстрата фестиваля (подготовка - выступление - анализ). Это составляет научную значимость выполненного исследования.

Практическая значимость. Конкретизирована методологическая система исследования. Созданы методики организации и проведения фестиваля, обучения инновационной инженерной деятельности в состязательной образовательной среде на основе вовлечения студентов во все этапы инновационной деятельности и повышенной мотивации к ее овладению. Разработано методологическое и методическое обеспечение функционирования образовательной среды.

1. Журавлева С. В. Исторический обзор становления понятия «образовательная среда» в педагогической науке // Научное обозрение. Педагогические науки. 2016. № 3. С. 48-56.

2. Kukhta M., Homushku O., Kornienko M., Kutsenko L. Experience of Integrating Humanities and natural sciences into the educational environment // Procedia - Social and Behavioral Sciences. 2015 Vol. 206. P. 369-373. Available from: https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2015.10.067 (date of access: 15.01.2021).

3. Осипов П. Н. Единство воспитания и самовоспитания как основа подготовки конкурентоспособных специалистов // Образование и саморазвитие. 2012. Т. 4. № 32. С. 3-8.

4. Nowotarski P., Paslawski J., Plucinski L. Scientific association knowledge improvement activities in construction technology management field // Procedia Engineering. 2017. Nov; 208: 106-113. Available from: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.11.027 (date of access: 15.01.2021).

5. Пучков Н. П., Попов А. И. К вопросу проектирования образовательной среды вуза, ориентированной на формирование творческих компетенций выпускников // Вестник ТГТУ. Инженерная педагогика. 2008. Т. 14. № 4. С. 988-1001.

6. Наумкин Н. И. Методика обучения студентов инновационной инженерной деятельности в олимпиадной среде // Вектор науки ТГУ. Серия: Педагогика, психология. 2020. № 2. С. 13-19.

7. Wilczynski P. L. A comparison of the general knowledge and skills displayed by students participating in international geopolitical competitions // Education Sciences. 2020. Vol. 10 (9), № 0255. P. 1-12. Available from: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85091393361&doi=10.3390%2feducsci10090255&partnerID=40&md5=53f0e35a14716dfc534d1be837740f4f (date of access: 15.01.2021).

8. Kangas M., Siklander P., Randolph J., Ruokamo H., Teachers' engagement and students' satisfaction with a playful learning environment // Teaching and Teacher Education. 2017. Vol. 63. P. 274-284. Available from: https://doi.org/10.1016/j.tate.2016.12.018 (date of access: 15.01.2021).

9. Наумкин Н. И., Шекшаева Н. Н., Квитко С. И., Ломаткина М. В., Купряшкин В. Ф., Коровина И. В. Разработка педагогической модели многоуровневой и поэтапной подготовки студентов к инновационной инженерной деятельности // Интеграция образования. 2019. Т. 23, № 4. С. 568-586.

10. Aichouni M., Touahmia M., Al-Ghamdi A., Ait-Messaoudene N., Al-Hamali R. M., Al-Ghonamy A., Al-Badawi E. Creativity and innovation among gifted Saudi students - an empirical study // Procedia - Social and Behavioral Sciences. 2015. Vol. 195. P. 1371-1379. Available from: https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2015.06.403 (date of access: 15.01.2021).

11. Scuotto V., Shukla S. J. Being innovator or ‘imovator': Current dilemma? // Journal of the Knowledge Economy. 2018. Vol. 9, Iss. 1. P. 212-227. Available from: https://doi.org/10.1007/s13132-015-0336-6 (date of access: 15.01.2021).

12. Craft A., Hall E., Costello R. Passion: Engine of creative teaching in an English university? // Thinking Skills and Creativity. 201. Vol. 13. P. 91-105. Available from: https://doi.org/10.1016/j.tsc.2014.03.003 (date of access: 15.01.2021).

13. Huang X., Lee J. C. Disclosing Hong Kong teacher beliefs regarding creative teaching: Five different perspectives // Thinking Skills and Creativity. 2015. Vol. 15. P. 37-47. Available from: https://doi.org/10.1016/j.tsc.2014.11.003 (date of access: 15.01.2021).

14. Al-Hammouri M. M., Rababah J. A., Rowland M. L., Tetreault A. S., Aldalaykeh M. Does a novel teaching approach work? A Students' perspective // Nurse Education Today. 2020. № 85. Available from: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85074996726&doi=10.1016%2fj.nedt.2019.104229&partnerID=40&md5=94658d11c4e096affa40170b03fcf210 (date of access: 15.01.2021).

15. Kwon J. E., Woo H. R. The impact of flipped learning on cooperative and competitive mindsets // Sustainability (Switzerland). 2017. № 10 (1). Available from: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85039762972&doi=10.3390%2fsu10010079&partnerID=40&md5=ebd6dfacd359d13776ae9182e0809aa7 (date of access: 15.01.2021).

16. Агранович Б. Л., Чудинов В. Н. Системное проектирование содержания подготовки инженеров в области высоких технологий // Инженерное образование. 2003. № 1. С. 32-38.

17. Janssen A., Shaw T., Goodyear P., Kerfoot B. P., Bryce D. A little healthy competition: Using mixed methods to pilot a team-based digital game for boosting medical student engagement with anatomy and histology content // BMC Medical Education. 2015. № 15 (1). Available from: https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-84944060061&doi=10.1186%2fs12909-015-0455-6&origin=in-ward&txGid=161e2a01221f65d759dad7d693716b16 (date of access: 15.01.2021).

18. Barbosa M. W., de Avila Rodrigues C. Project Portfolio Management teaching: Contributions of a gamified approach // The International Journal of Management Education. 2020. Vol. 18, Iss. 2. Article number 100388. Available from: https://doi.org/10.1016/j.ijme.2020.100388 (date of access: 15.01.2021).

19. Lycko M., Galanakis K. Student consultancy projects playbook: Learning outcomes and a framework for teaching practice in an international entrepreneurial context // The International Journal of Management Education. 2019. Available from: https://doi.org/10.1016/j.ijme.2019.02.005 (date of access: 15.01.2021).

20. Шишелова Т. И. Результативность метода сквозного проектирования на кафедре физики ИрНИТУ [Электрон. ресурс] // Современные проблемы науки и образования. 2018. № 2. Режим доступа: https://science-education.ru/ru/article/view?id=27533 (дата обращения: 15.01.2021).

21. Ayob A., Majid R. A., Hussain A., Mustaffa, M. M. Creativity enhancement through experiential learning // Advances in Natural and Applied Sciences. 2012. № 6 (2). P. 94-99. Available from: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-84860853362&partnerID=40&md5=de68bcf1e9576b8ca5545ad4d0fa6b91 (date of access: 15.01.2021).

22. Gerritsen-van Leeuwenkamp K. J., Desiree Joosten-ten B., Liesbeth K. Students' perceptions of assessment quality related to their learning approaches and learning outcomes // Studies in Educational Evaluation. 2019. Vol. 63. P. 72-82. Available from: https://doi.org/10.1016/j.stueduc.2019.07.005 (date of access: 15.01.2021).

23. Stolbova I. D., Gitman Y., Ovchinnikov A. A. Integration of content and technologies of teaching within framework of geometrical-graphic training of students // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. № 451 (1). Available from: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/451/1/012117 (date of access: 15.01.2021).

24. Wu T. Exploration and practice of talent training mode of mechanical and electrical specialty under the background of engineering education // IPPTA: Quarterly Journal of Indian Pulp and Paper Technical Association. 2018. Vol. 30 (4). P. 444-450. Available from: https:// www.researchgate.net/publication/329488795_Exploration_and_practice_of_talent_training_mode_of_mechanical_and_electrical_specialty_under_the_background_of_engineering_education (date of access: 15.01.2021).

25. Hmina K., Sallaou M., Arbaoui A., Lasri L. A preliminary design innovation aid methodology based on energy analysis and TRIZ tools exploitation // International Journal on Interactive Design and Manufacturing. 2018. Vol. 12 (3). P. 919-928. Available from: https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85041208889&origin=resultslist&sort=plf-f&cite=2-s2.0-85041208889&src=s&imp=t&sid=114136c6e0a572cceec9205f255829d6&sot=cite&s-dt=a&sl=0 (date of access: 15.01.2021).

26. Дубова И. В., Саначева Г. С., Рябов О. Н. Введение в инженерное дело при подготовке бакалавров направления металлургия в идеологии CDIO [Электрон. ресурс] // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 5. Режим доступа: https://science-education.ru/ru/article/view?id=15028 (дата обращения: 15.01.2021).

27. Валишева А. Г. Этапы формирования способов выполнения проектно-конструкторской деятельности у бакалавров при обучении физике [Электрон. ресурс] // Современные проблемы науки и образования. 2018. № 6. Режим доступа: https://science-education.ru/ru/article/view?id=28354 (дата обращения: 15.01.2021).

28. Guojin C. Study and practice on training scheme of university students' entrepreneurship ability // Communications in Computer and Information Science, 233 CCIS (PART 3). 2011. P. 299-304. Available from: https://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-3-642-24010-2_41 (date of access: 15.01.2021).

29. Мелецинек А., Приходько В. М., Жураковский В. М., Федоров И. В., Борисевич В. Б., Ипполитова Г. К. Сотрудничество ВТШ России с Международным обществом по инженерной педагогике // Инженерная педагогика. 2007. № 2. С. 53-59.

30. Приходько В. М., Соловьев А. Н. IGIP и тенденции инженерной педагогики в России и в мире // Высшее образование в России. 2013. № 6. С. 26-32.

31. Казакова К. С. Образовательная среда: Основные исследовательские подходы // Труды Кольского научного центра РАН. 2011. № 6. С. 65-71.

32. Abualrub I., Karseth B., Stensaker B. The various understandings of learning environment in higher education and its quality implications // Quality in Higher Education. 2013 Vol. 19, № 1. P. 90-110. Available from: https://www.uv.uio.no/english/research/groups/hedwork/Publications/2013/Abualrub-Karseth-Stensaker-2013.html (date of access: 15.01.2021).

33. MacKechnie J. R., Buchanan A. H. Creative laboratory model for large undergraduate engineering classes // Journal of Professional Issues in Engineering Education and Practice. 2012. № 138 (1). P. 55-61. Available from: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-84860110048&doi=10.1061%2f%28ASCE%29EI.1943-5541.0000081&partner-ID=40&md5=fd5049179a96756f328b73518828b6b0 (date of access: 15.01.2021).

34. Atanasijevic-Kunc M., Logar V., Karba R., Papic M., Kos A. Remote multivariable control design using a competition game // IEEE Transactions on Education. 2011. № 54 (1). P. 97-103. Available from: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-79551650540&doi=10.1109%2fTE.2010.2046489&partnerID=40&md5=d251fefe0119bef782ebab-3b32a8f0b7 (date of access: 15.01.2021).

35. Зиятдинова Ю. Н. Инновационная образовательная среда исследовательского университета [Электрон. ресурс] // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 3. Режим доступа: http://science-education.ru/ru/article/view?id=20087 (дата обращения: 15.01.2021).

36. Тумалева Е. А., Эхов С. Ф. Теоретические основы формирования и развития научно-образовательной среды современного университета [Электрон. ресурс] // Письма в эмиссия. Оффлайн: Электронный научный журнал. 2013. № 5. Режим доступа: http://www.emissia.org/offline/2013/2003.htm (дата обращения: 15.01.2021).

37. Ясвин В. А. Школьная среда как предмет измерения: экспертиза, проектирование, управление. Москва: Народное образование, 2019. 448 с.

38. Kartashova A., Shirko T., Khomenko I., Naumova L. Educational activity of national research universities as a basis for integration of science, education and industry in regional research and educational complexes // Procedia - Social and Behavioral Sciences. 2015. Vol. 214З. P. 619-627. Available from: https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2015.11.768 (date of access: 15.01.2021).

39. Kwon J. E., Woo H. R. The impact of flipped learning on cooperative and competitive mindsets // Sustainability (Switzerland). 2017. № 10 (1). Available from: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85039762972&doi=10.3390%2fsu10010079&partner-ID=40&md5=ebd6dfacd359d13776ae9182e0809aa7 (date of access: 15.01.2021).

40. Golitsyna I. Educational Process in Electronic Information-educational Environment // Procedia - Social and Behavioral Sciences. 2017. Vol. 237. P. 939-944. Available from: https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2017.02.132 (date of access: 15.01.2021).

41. Шафранов-Куцев Г. Ф., Ефимова Г. З. Место системы профессионального образования в формировании конкурентоспособности выпускников // Образование и наука. 2019. № 21 (4). С. 139-161.

42. Dover P. A., Manwani S., Munn D. Creating learning solutions for executive education programs // The International Journal of Management Education. 2018. Vol. 16, Iss. 1. P. 80-91. Available from: https://doi.org/10.1016/j.ijme.2017.12.002 (date of access: 15.01.2021).

43. Wilczynski P. L. A comparison of the general knowledge and skills displayed by students participating in international geopolitical competitions // Education Sciences. 2020. № 10 (9). P. 1-12. Available from: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85091393361&doi=10.3390%2feducsci10090255&partnerID=40&md5=53f0e35a14716dfc534d-1be837740f4f (date of access: 15.01.2021).

44. Herrera-Limones R., Rey-Perez J., Hernandez-Valencia M., Roa-Fernandez J. Student competitions as a learning method with a sustainable focus in higher education: The University of Seville “Aura Projects” in the “Solar Decathlon 2019” // Sustainability (Switzerland). 2020. № 12 (4). Available from: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85081208384&doi=10.3390%2fsu12041634&partnerID=40&md5=88533b0f6f100fb908eb9d-d417aa4073 (date of access: 15.01.2021).

45. Szyliowicz D., Green T. G. Making strategy “Real”: Using reality television for innovating teaching approaches // The International Journal of Management Education. № 2019. Vol. 17, Iss. 3. Available from: https://doi.org/10.1016/j.ijme.2019.100304 (date of access: 15.01.2021).

46. Rodriguez Bernal C. M. Student-centred strategies to integrate theoretical knowledge into project development within architectural technology lecture-based modules // Architectural Engineering and Design Management. 2017. № 13 (3). P. 223-242. Available from: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-84988411935&doi=10.1080%2f17452007.2016.1230535&partnerID=40&md5=7aec71903e743ade8afd460999c61020 (date of access: 15.01.2021).

47. Sekhavat Y. A. Collaboration or battle between minds? An attention training game through collaborative and competitive reinforcement // Entertainment Computing. 2020. Vol. 34. Article number. 100360. Available from: https://doi.org/10.1016/j.entcom.2020.100360 (date of access: 15.01.2021).

48. Can M. H. An investigation of teacher's use of e-learning in science olympiad in Russian schools // Procedia - Social and Behavioral Sciences. 2015. Vol. 191. P. 241-249. Available from: https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2015.04.484 (date of access: 15.01.2021).

49. Van Hanh N. The real value of experiential learning project through contest in engineering design course: A descriptive study of students' perspective // International Journal of Mechanical Engineering Education. 2020. № 48 (3). P. 221-240. Available from: https://www. scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85058974353&doi=10.1P177%2f0306419018812659&partnerID=40&md5=59fdabef8b2b46ce5f1f2aec5528b786 (date of access: 15.01.2021).

50. Ye Q., Zhou Y. A new team-based teaching method in numerical calculation courses // World Transactions on Engineering and Technology Education. 2013. № 11 (2). P. 88-92. Available from: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-84881502914&partnerID=40&md5=89a0aa245c2ec6b5062569bfdc4105cb (date of access: 15.01.2021).

51. Наумкин Н. И., Шекшаева Н. Н. Методологическое обеспечение исследований по проблеме подготовки студентов к инновационной инженерной деятельности [Электрон. ресурс] // Современные проблемы науки и образования. 2019. № 5. Режим доступа: http://www.science-education.ru/article/view?id=29159 (дата обращения: 15.01.2021).

52. Наумкин Н. И., Кильмяшкин Е. А., Купряшкин В. Ф. Научно-методические основы организации и проведения всероссийских студенческих конкурсов на примере конкурса по механизации сельского хозяйства. Саранск: Мордов. ун-т, 2013. 76 с.

53. Баранов В. В., Белоновская И. Д. Принцип состязательности (агональности) в формировании конкурентного ресурса студента [Электрон. ресурс] // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 2. Режим доступа: https://science-education.ru/ru/article/view?id=12371 (дата обращения: 15.01.2021).

54. Анцупов А. Я., Шипилов А. И. [и др.]. Словарь конфликтолога. 2-е изд. Москва; Санкт-Петербург: Питер, 2006. 527 с.