Pensamiento ingenieril: Vectores del desarrollo en el contexto de la transformación de la visión científica del mundo

Introducción. Hoy en día se presta mucha atención a la formación del personal de ingeniería altamente calificado. Sin embargo, procesos de convergencia en curso, el surgimiento de tecnologías de extremo a extremo no solo cambian radicalmente la plataforma tecnológica de producción, sino que también conducen a cambios en la imagen científica del mundo, lo que afecta directamente la naturaleza del pensamiento ingenieril, ampliando su diapasón mucho más allá del ámbito técnico. Al no comprender las características del pensamiento moderno ingenieril, es imposible diseñar el contenido y las formas de educación para los futuros ingenieros. Los procesos activos de transformación tecnológica dan lugar a una situación de incertidumbre en el sistema educativo, y el deseo de responder a los desafíos emergentes se expresa con mayor frecuencia en soluciones educativas locales dispares, si no se apoyan en modelos conceptuales sólidos de formación de personal.

Objetivo. El propósito del artículo propuesto es formar una comprensión sistemática de la estructura del pensamiento ingenieril y designar las tendencias de su transformación en el contexto de los cambios que se están produciendo a nivel de la visión científica del mundo.

Metodología, métodos y procesos de investigación. El análisis teórico y metodológico se basó en la metodología filosófica de la ciencia, que permitió resaltar los principales enfoques científicos generals para comprender la esencia del pensamiento ingenieril y considerar la influencia de la visión científica transformadora moderna del mundo en las estructuras de pensamiento en las actividades de ingeniería. Para demostrar la trascendencia de los resultados teóricos y metodológicos obtenidos, a partir del método del estudio de caso, se realizó una reconstrucción y análisis de situaciones típicas encontradas en la práctica de la formación de ingenieros y el desarrollo de programas educativos. Se utilizó el estudio dcaso como método de investigación científica, el cual tiene sus ventajas frente a otros métodos empíricos en el área de estudio.

Resultados. Se identifican y analizan los principales enfoques metodológicos para comprender el pensamiento de la ingeniería: orientado a la práctica, fenomenológico, conceptual y contextual. Se fundamenta un modelo sistémico de pensamiento de ingeniería, que incluye tres niveles: tecnológico (actividad mental, tecnologías del pensamiento); objetivo regulatorio (visión científica del mundo VCM, paradigmas, estilo de pensamiento, etc.); valor semántico (actitudes valorativas, posiciones, ideales, normas, prioridades estratégicas, patrones semánticos). Se analizan los casos típicos encontrados en la práctica de la formación de personal de ingeniería y se muestra cómo teniendo en cuenta los cambios que se producen a nivel de la visión científica del mundo VCM, el análisis reflexivo metodológico permite ajustar las estrategias para el diseño de programas educativos. Se revela la influencia del entorno convergente moderno en la formación de estructuras de valores semánticos y regulatorias del pensamiento ingenieril y en las formas de la actividad mental del ingeniero. Se presentan modelos innovadores para la formación de futuros ingenieros (en el caso de la Universidad Pedagógica Vocacional Estatal de Rusia), centrados en los enfoques metodológicos presentados en el artículo para comprender el pensamiento ingenieril.

Novedad científica. La novedad de la investigación propuesta está determinada por la ampliación del marco teórico y metodológico para considerar el pensamiento ingenieril y los vectores de su desarrollo. Si las cuestiones del desarrollo del pensamiento ingenieril se discuten con mayor frecuencia en el marco del desarrollo tecnológico o en la lógica de las transformaciones intraprofesionales, los autores del artículo lo han hecho básandose en una visión sistemática de las actividades científicas y de ingeniería. Esto hizo posible introducir en el campo de la consideración científica del pensamiento y de la actividad ingenieril estructuras epistemológicas reguladoras como la visión científica del mundo (en adelante, VCM), el paradigma, el estilo de pensamiento, etc., así como las estructuras del valor semántico del pensamiento y actividad (actitudes valorativas, ideales, estándares de actividad, normas, prioridades estratégicas, patrones semánticos, etc.). En términos teóricos, el estudio es importante para superar enfoques tecnológicos y tecnocráticos estrechos, para determinar razonablemente las perspectivas de desarrollo del pensamiento ingenieril en condiciones de procesos convergentes.

Significado práctico. La importancia práctica del estudio llevado a cabo, ha sido determinar los fundamentos metodológicos para la práctica de la toma de decisiones en el campo de la formación en ingeniería.

1. Мадхаван Г. Думай как инженер. Как превращать проблемы в возможности. Москва: Манн, Иванов и Фербер, 2016. 256 с.

2. Лившиц В. И. Инновации в инженерном образовании и роль менталитета профессуры // Образование и наука. 2012. № 2 (91). С. 130–140. DOI: 10.17853/1994-5639-2012-2-130-140

3. Гузанов Б. Н., Горюшина Н. Ю. Социальная профессионализация при подготовке педагога профессионального обучения [Электрон. ресурс] // Педагогический журнал Башкортостана. 2010. № 5 (30). С. 119–124. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/sotsialnaya-professionalizatsiya-pri-podgotovke-pedagoga-professionalnogo-obucheniya-1/viewer (дата обращения: 01.04.2023).

4. Габышева Л. К. Трансформация модели образования в контексте гуманитаризации инженерной подготовки [Электрон. ресурс] // Гуманитаризация инженерного образования: методологические основы и практика: материалы международной научно-методической конференции (Тюмень, 19 апреля 2018 г.). Тюмень: Тюменский индустриальный ун-т, 2018. С. 13–25. Режим доступа: https://rusneb.ru/catalog/000200_000018_RU_NLR_BIBL_A_012190158/?ysclid=lg3qy7ayks467957370 (дата обращения: 31.03.2023).

5. Мустафина Д. А., Рахманкулова Г. А., Короткова Н. Н. Модель конкурентоспособности будущего инженера-программиста [Электрон. ресурс] // Современные наукоемкие технологии. 2010. № 8. С. 16–20. Режим доступа: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=25265&ysclid=lg3hbu1gwb865812833 (дата обращения: 01.04.2023).

6. Похолков Ю. П., Агранович Б. Л. Подходы к формированию национальной доктрины инженерного образования России в условиях новой индустриализации: проблемы, цели, вызовы [Электрон. ресурс] // Инженерное образование. 2012. № 9. С. 5–11. Режим доступа: https://www.aeer.ru/files/io/m9/art_1.pdf (дата обращения: 01.04.2023).

7. Leydens J. A., Lucena J. C. Engineering Justice: Transforming Engineering Education and Practice. Hoboken: IEEE Press. 2018. 304 p.

8. Crawley E. F., Malmqvist J., Östlund S., Brodeur D. R., Edström K. Rethinking Engineering Education: The CDIO Approach. 2nd Edition. New York: Springer is a part of Springer Science+Business Media, 2014. 311 p. DOI: 10.1007/978-3-319-05561-9

9. Kamp A. Engineering Education in the Rapidly Changing World: Rethinking the Vision for Higher Engineering Education at TU Del. Delft: TU Delft, 2014. 40 p. Available from: http://www.cdio.org/files/document/file/Vision%20document%20TU%20Delft%20def2_1.pdf (date of access: 01.04.2023).

10. Celik S., Kirjavainen S., Bjorklund T. A. Educating Future Engineers: Student Perceptions of the Societal Linkages of Innovation Opportunities // ASEE Annual Conference 2020. DOI: 10.18260/1-2--34490

11. Баранова А. А., Гузанов Б. Н., Бажукова И. Н. Профессионально-коммуникативная компетентность в системе специальной подготовки магистров в техническом вузе // Вестник Томского государственного педагогического университета. 2021. № 2 (214). С. 60–70. DOI: 10 23951/1609-624X-2021-2-60-70

12. Гузанов Б. Н., Баранова А. А., Звонарева И. А. Трансдисциплинарный подход при формировании навыков самореализации в процессе подготовки магистров // Мир науки, культуры, образования. 2020. № 5 (84). С. 188–190. DOI: 10.24411/1991-5497-2020-00926

13. Гузанов Б. Н., Баранова А. А., Ловцевич Т. Л. Проектное обучение при транспрофессиональной подготовке в техническом вузе // Профессиональное образование и рынок труда. 2019. № 3. С. 44–52. DOI: 10.24411/2307-4264-2019-10305

14. Рахманкулова Г. А., Кузьмин С. Ю., Мустафина Д. А., Ребро И. В. Формирование инженерного мышления студентов через исследовательскую деятельность [Электрон. ресурс]. Москва: Издательские решения, 2015. 113 с. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=29291500 (дата обращения: 01.04.2023).

15. Gilmartin S. K., Shartrand A., Chen H. L., Estrada C., Sheppard S. Investigating entrepreneurship program models in undergraduate engineering education // International Journal of Engineering Education. 2016. № 32 (5). P. 2048–2065.

16. Brown T. Change by Design: How Design Thinking Transforms Organizations and Inspires Innovation // Harper Business. 2009. Available from: http://hozekf.oerp.ir/sites/hozekf.oerp.ir/files/kar_fanavari/manabe%20book/Thinking/Change%20by%20Design_%20How%20Design%20Thinking%20Transforms%20Organizations%20and%20Inspires%20Innovation%20.pdf (дата обращения: 01.04.2023).

17. Dorst K. The core of ‘design thinking’ and its application // Design Studies. 2011. Vol. 32, № 6. P. 521–532. DOI: 10.1016/j.destud.2011.07.006

18. Щедровицкий П. Г. Инженерное мышление и инженерная подготовка: материалы для разработчиков программ опережающей подготовки современных инженеров [Электрон. ресурс]. Режим доступа: https://shchedrovitskiy.com/inzhenernoe-mishlenie/?ysclid=lg3jqv84xs466444549 (дата обращения: 31.03.2023).

19. Батоврин В. К. Системная и программная инженерия: словарь-справочник [Электрон. ресурс]. Москва: ДМК Пресс, 2010. 279 с. Режим доступа: https://www.litres.ru/book/viktor-batovrin/sistemnaya-i-programmnaya-inzheneriya-slovar-spravochnik-22072509/?ysclid=lg3jwx4ufk169476937 (дата обращения: 01.04.2023).

20. Левенчук А. К. Системная инженерия [Электрон. ресурс]. Москва: Ридеро, 2022. 378 с. Режим доступа: https://ridero.ru/books/sistemnaya_inzheneriya_2022/?ysclid=lg3kampvh8323453044 (дата обращения: 31.03.2023).

21. Чубик П. С., Марков Н. Г., Мирошниченко Е. А., Петровская Т. С. Системная инженерия и ее внедрение в образовательные программы томского политехнического университета [Электрон. ресурс] // Известия Томского политехнического университета. 2013. Т. 323, № 5. С. 176–181. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=20958308 (дата обращения: 01.04.2023).

22. Пахомов Ю. STEM- и STEAM-образование: от дошкольника до выпускника ВУЗа [Электрон. ресурс]. Режим доступа: https://pedsovet.org/article/stem-i-steam-obrazovanie-ot-doskolnika-do-vypusknika-vuza (дата обращения: 01.04.2023).

23. Perry Jr. W. G. Forms of Intellectual and Ethical Development in the College Years: A Scheme. New York: Holt, Rinehart, and Winston, 1970. 336 p. Available from: https://archive.org/details/formsofintellect00perr (дата обращения: 01.04.2023).

24. Бельских М. 5 оснований использовать кейс-стади в исследованиях [Электрон. ресурс]. Режим доступа: https://www.becoming-researcher.com/5-reasons-to-use-the-case-study-in-research (дата обращения: 31.03.2023).

25. Варганова Г. В. Кейс-стадис как метод научного исследования [Электрон. ресурс] // Библиосфера. 2006. № 2. С. 36–42. Режим доступа: https://www.bibliosphere.ru/jour/article/view/1511 (дата обращения: 31.03.2023).

26. Степин В. С., Кузнецова Л. Ф. Научная картина мира в культуре техногенной цивилизации [Электрон. ресурс]. Москва: Ин-т философии РАН, 1994. 274 с. Режим доступа: https://znanium.com/catalog/document?id=12601&ysclid=lg3ml0mchd621417612 (дата обращения: 31.03.2023).

27. Билянский К. В. Научная картина мира: сущность, функции и исторические формы [Электрон. ресурс] // Молодой ученый. 2018. № 50 (236). С. 494–495. Режим доступа: https://moluch.ru/archive/236/54805 (дата обращения: 29.11.2022).

28. Андрюхина Л. М. Картина мира: новые модальности в эпоху экономики знаний [Электрон. ресурс] // Четвертые Лойфмановские чтения. Философское мировоззрение и картина мира: материалы Всероссийской научной конференции (Екатеринбург, 17–18 декабря 2009 г.). Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та, 2009. Т. 1. С. 228–233. Режим доступа: https://elar.urfu.ru/bitstream/10995/115564/1/978-5-7525-4008-0_063.pdf?ysclid=lg3msw3hh7377074240 (дата обращения: 29.11.2022).

29. Вернадский В. И. Научная мысль как планетное явление [Электрон. ресурс]. Москва: Наука, 1991. 271 с. Режим доступа: http://vernadsky.lib.ru/e-texts/archive/thought.html (дата обращения: 31.03.2023).

30. Роберт И. В. Дидактика эпохи цифровых информационных технологий [Электрон. ресурс] // Профессиональное образование. Столица. 2019. № 3. С. 16–26. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=37052429&ysclid=lg3n2x8ngw448370764 (дата обращения: 31.03.2023).

31. Роберт И. В. Конвергенция наук об образовании и информационных технологий как эволюционное сближение наук и технологий [Электрон. ресурс] // Информационная среда образования и науки. 2014. № 20. С. 25–67. Режим доступа: http://www.iiorao.ru/iio/pages/izdat/ison/ publication/ison_2014/num_20_2014 (дата обращения: 31.03.2023).

32. Роберт И. В. Развитие дидактики в условиях информатизации образования как трансфер-интегративной области научного знания (концепция) [Электрон. ресурс]. Москва: Ин-т информатизации образования РАО, 2014. 38 с. Режим доступа: http://robert-school.ru/iio/pages/educational/n_m_liter/year_2014/rodert_2014 (дата обращения: 31.03.2023).

33. Кострова Ю. С. История биоматематики и особенности ее преподавания в современной высшей школе // Профессиональное образование в России и за рубежом. 2016. № 4 (24). С. 212–216. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/istoriya-biomatematiki-i-osobennosti-ee-prepodavaniya-v-sovremennoy-vysshey-shkole/viewer (дата обращения: 01.04.2023).

34. Белгородский В. С., Лаврова О. М., Гусейнова С. Н., Исаева Т. А., Кобраков К. И., Мовсумзаде Э. М., Гусейнов Ф. И. Практико-ориентированные модели инженерного образования [Электрон. ресурс] // История и педагогика естествознания. 2022. № 1. С. 65–70. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/praktiko-orientirovannye-modeli-inzhenernogo-obrazovaniya (дата обращения: 01.04.2023).

35. Двуличанская Н. Н., Пясецкий В. Б. Инженерное образование: практико-ориентированный подход [Электрон. ресурс] // Высшее образование в России. 2017. № 7 (214). С. 147–151. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/inzhenernaya-pedagogika-praktiko-orientirovannyy-podhod (дата обращения: 01.04.2023).

36. Косолапова С. А., Калиновская Т. Г., Косолапов А. И. К вопросу о фундаментализации инженерного образования [Электрон. ресурс] // Успехи современного естествознания. 2013. № 6. С. 134–136. Режим доступа: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=32518 (дата обращения: 01.04.2023).

37. Боев О., Имас О. Тенденции математической подготовки инженеров [Электрон. ресурс] // Высшее образование в России. 2005. № 4. С. 15–22. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=9570533 (дата обращения: 01.04.2023).

38. Анахов С. В. Инженерное мышление: математический и естественнонаучный контекст [Электрон. ресурс] // Инженерное мышление: социальные перспективы: материалы международной междисциплинарной конференции (Екатеринбург, 12–13 февраля 2020 г.). Екатеринбург: Деловая книга, 2020. С. 8–15. Режим доступа: http://hdl.handle.net/10995/94942?ysclid=lg3o0b5g37450630546 (дата обращения: 31.03.2023).

39. Анахов С. В. Инженерное образование и тренды цифрового производства [Электрон. ресурс] // Инновации в профессиональном и профессионально-педагогическом образовании: материалы 24-й Международной научно-практической конференции (Екатеринбург, 23–24 апреля 2019 г.). Екатеринбург: Изд-во Рос. гос. проф.-пед. ун-та, 2019. С. 163–165. Режим доступа: https://elar.rsvpu.ru/handle/123456789/28944?ysclid=lg3o9a324c878032221 (дата обращения: 31.03.2023).

40. Ребрин О. И., Шолина И. И. Основные направления развития инженерного образования [Электрон. ресурс] // Инновации в профессиональном и профессионально-педагогическом образовании: материалы 24-й Международной научно-практической конференции (Екатеринбург, 23–24 апреля 2019 г.). Екатеринбург: Изд-во Рос. гос. проф.-пед. ун-та, 2019. С. 121–123. Режим доступа: https://elar.rsvpu.ru/handle/123456789/28929?ysclid=lg3ofhamqi580312838 (дата обращения: 31.03.2023).

41. Боровков А. И., Бурдаков С. Ф., Клявин О. И., Мельникова М. П., Пальмов В. А., Силина Е. Н. Современное инженерное образование. Санкт-Петербург: Изд-во Политехнического ун-та, 2012. 80 с. DOI: 10.18720/SPBPU/2/si20-1621

42. Зеер Э. Ф., Сыманюк Э. Э., Бердникова Д. В., Борисов Г. И. Методологические основы транспрофессионализма субъектов техномической деятельности [Электрон. ресурс] // Педагогическое образование в России. 2018. № 11. С. 38–47. Режим доступа: http://journals.uspu.ru/attachments/article/2230/5.pdf (дата обращения: 31.03.2023).

43. Зеер Э. Ф. Психолого-педагогическая платформа формирования транспрофессионализма педагога профессионального образования [Электрон. ресурс] // Профессиональное образование. Столица. 2017. № 6. С. 5–9. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=29426048&ysclid=lg3otpc9d0652341661 (дата обращения: 31.03.2023).

44. Бряник Н. В. Научное мировоззрение русских космистов и неклассическая наука // Вестник Гуманитарного университета. 2022. № 4 (39). С. 127–137. DOI: 10.35853/vestnik.gu.2022.4(39).13

45. Дышкантюк А. В., Посадов И. А., Скобелев П. О., Тришанков В. В. Системно-инженерное мышление как методологический подход к институциональному построению бизнеса в формате контракта жизненного цикла высокотехнологичной продукции // Вопросы инновационной экономики. 2022. Т. 12, № 2. С. 1261–1282. DOI: 10.18334/vinec.12.2.114980

46. Андрюхина Л. М. Картина мира и формы представления знаний в контексте креативных практик образования [Электрон. ресурс] // Образование: традиции и инновации: материалы V международной научно-практической конференции (Прага, 22 апреля 2014 г.). Прага: WorldPress, 2014. С. 39–46. Режим доступа: http://www.xxivek.moscowschool.ru/06MAR2017/Conf_Prague.pdf?ysclid=lg3p7itov5794754678 (дата обращения: 31.03.2023)

47. Буданов В. Г., Аршинов В. И., Лепский В. Е., Свирский Я. И. Сложностность и проблема единства знания. Вып. 1. К стратегии познания сложности. Москва: Ин-т философии РАН, 2018. 105 с. Режим доступа: https://iphras.ru/uplfile/root/books/2018/Budanov.pdf (дата обращения: 31.03.2023).

48. Вильданов Х. С. Роль аксиологии в гуманитаризации высшего технического образования [Электрон. ресурс] // Гуманитаризация инженерного образования: методологические основы и практика: материалы международной научно-методической конференции (Тюмень, 19 апреля 2018 г.). Тюмень: Тюменский индустриальный ун-т, 2018. С. 63–68. Режим доступа: https://rusneb.ru/catalog/000200_000018_RU_NLR_BIBL_A_012190158/?ysclid=lg3q2yi1a877995177 (дата обращения: 31.03.2023).

49. Романцев Г. М., Федоров В. А., Глуханюк Н. С. Теория и практика профессионально-педагогического образования: коллективная монография [Электрон. ресурс] / под. ред. Г. М. Романцева. Екатеринбург: Изд-во Рос. гос. проф.-пед. ун-та, 2007. Т. 1. 305 с. Режим доступа: https://elar.rsvpu.ru/handle/123456789/2221?mode=full (дата обращения: 01.04.2023).

50. Анахов С. В., Пыкин Ю. А., Матушкин А. В. Плазменные инструменты в машиностроительных технологиях. Екатеринбург: Изд-во Рос. гос. проф.-пед. ун-та, 2022. 189 с. Режим доступа: https://elar.rsvpu.ru/handle/123456789/42775?mode=full (дата обращения: 01.04.2023).

51. Анахов С. В. Принципы и методы проектирования плазмотронов [Электрон. ресурс]. Екатеринбург: Изд-во Рос. гос. проф.-пед. ун-та, 2018. 165 с. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=39989675 (дата обращения: 01.04.2023).

52. Баранова А. А., Бажукова И. Н., Ловцевич Т. Л. Инновационный подход при подготовке инженеров в техническом вузе // Глобальная конференция по технологиям в образовании Edcrunch Ural: новые образовательные технологии в вузе – 2019: сборник статей конференции (Екатеринбург, 24–26 апреля 2019 г.). Екатеринбург: ИТОО УрФУ, 2019. С. 18–24. Режим доступа: https://elar.urfu.ru/handle/10995/74061?ysclid=lg3q9gakbu980953952 (дата обращения: 31.03.2023).

53. Зеер Ф. Э., Заводчиков Д. П., Зиннатова М. В., Буковей Т. Д., Третьякова В. С. Транспрофессионализм субъектов социально-профессиональной деятельности. Екатеринбург: Изд-во Рос. гос. проф.-пед. ун-та, 2019. 142 с. Режим доступа: https://elar.rsvpu.ru/handle/123456789/27462?mode=full&ysclid=lg3qfxvybs505082998 (дата обращения: 31.03.2023).

54. Гузанов Б. Н., Федулова М. А. Особенности транспрофессиональной инженерной подготовки в профессионально-педагогическом вузе [Электрон. ресурс] // Профессиональное образование и рынок труда. 2019. № 1. С. 66–70. Режим доступа: https://eposlink.com/ru/catalog/library/elibrary/book/professionalnoe_obrazovanie_i_rynok_truda-2372/publication/145826/?ysclid=lg3qr2vydg319441436 (дата обращения: 31.03.2023).

55. Ханзафарова А. У., Анахов С. В. Плазменная утилизация отходов: достоинства и недостатки [Электрон. ресурс] // Экологическая безопасность в техносферном пространстве: сборник материалов Пятой Международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых и студентов (Екатеринбург, 20 мая 2022 г.). Екатеринбург: Рос. гос. проф.-пед. ун-т, 2022. С. 321–326. Режим доступа: https://kgeu.ru/studportfolio/GetDoc/67548?idFizLico=131583 (дата обращения: 31.03.2023).

56. Латур Б. Наука в действии: следуя за учеными и инженерами внутри общества. Санкт-Петербург: Изд-во Европ. ун-та в Санкт-Петербурге, 2013. 414 с.

57. Латур Б. Дайте мне лабораторию, и я переверну мир / пер. с англ. П. Куслий // Логос. 2002. № 5–6 (35). С. 211–242.

58. Lacroix M. Reintroducing engineering thinking in the development world [Электрон. ресурс]. Режим доступа: https://medium.com/qonto-way/reintroducing-engineering-thinking-in-the-development-world-1541f7cbf1d1 (дата обращения: 01.04.2023).

59. Waks Sh., Trotskovsky E., Sabag N., Hazzan O. Engineering Thinking: The Experts’ Perspective // International Journal of Engineering Education. 2011. Vol. 27, no. 4. P. 838–851. Available from: https://www.researchgate.net/publication/260980041_Engineering_Thinking_The_Expert’s_Perspective (date of access: 01.04.2023).