Исследования в области инженерного образования — это область исследований, которая создает знания, направленные на определение, информирование и улучшение образования инженеров. Это достигается посредством исследований по таким темам, как: эпистемология , политика, оценка, педагогика , разнообразие и т. д., поскольку они относятся к инженерии . [1]
Исследования в области инженерного образования стали заметны в 1980-х годах, хотя формальное образование инженеров в Соединенных Штатах восходит к началу 1802 года, когда была создана Военная академия США в Вест-Пойнте с целью подготовки инженеров для корпуса армии США. [2] [3] Школа Ренсселера (ныне Политехнический институт Ренсселера ) была основана в 1824 году и присвоила степени в области гражданского строительства четырем студентам в 1835 году. [4]
Подстегнутый проблемами национальной конкурентоспособности и недостаточным количеством выпускников инженерных вузов [5], доклад Нила призвал к проведению исследований с целью улучшения преподавания и обучения в областях STEM (наука, технология, инженерия и математика). [6]
Подобно другим дисциплинам, 1990-е годы привлекли внимание к науке преподавания, как это было продемонстрировано в отчете NRC 1995 года [7] «Инженерное образование: проектирование адаптивной системы», на который оказал влияние Эрнст Бойер. [8] Этот акцент был в первую очередь мотивирован необходимостью повышения качества инженеров, выпускаемых университетами США. Кроме того, 1993 год ознаменовался повторным запуском журнала «Инженерное образование» , который служил центром обмена информацией для научных исследований. [9]
Поскольку в конце 1990-х и 2000-х годов возросла обеспокоенность по поводу глобализации и потребности в инновациях, исследования в области инженерного образования подверглись влиянию призывов к реформам, направленным на подготовку необходимого количества и разнообразия инженеров для решения глобальных проблем. [9]
Продолжая развитие этой области, в начале 2000-х годов появились центры исследований инженерного образования. Национальная инженерная академия сформировала Комитет по инженерному образованию в 1999 году, в 2002 году был создан Центр по развитию науки в области инженерного образования, а в 2003 году — Центр по развитию инженерии. [9]
В середине 2000-х годов целевое финансирование, специализированные публикации, центры исследований, академическая подготовка и конференции, которые связали распределенное сообщество, обеспечили инфраструктуру, необходимую для бурно развивающейся области исследований. [9]
Влиятельные отчеты по истории инженерного образования
В отчете Руководящего комитета национальных исследовательских коллоквиумов по инженерному образованию за 2006 год были обозначены 5 основных направлений исследований в области инженерного образования следующим образом: [13]
Существуют различные программы докторантуры ( PhD ) в области инженерного образования, с основными исследованиями, проводимыми в вышеупомянутых областях исследований. [14] Студенческое отделение Американского общества инженерного образования [15] создало рабочее пространство с открытым исходным кодом с информацией по инженерному и STEM- образованию, [16] которое включает страницу с ресурсами программ аспирантуры и/или исследовательских программ по инженерному образованию, дающих степень. [17]
По словам Боррего и Бернхарда, [18] международное сотрудничество развивается в попытке создания глобальных компетенций у студентов-инженеров. Глобальная инженерная компетентность — это обладание «знаниями, способностями и предрасположенностью эффективно работать с людьми, которые определяют и решают проблемы иначе, чем они сами». [19] Образовательные программы, которые делают упор на глобальные инженерные компетенции, изучают развитие и оценку глобальной компетентности в инженерной практике. [20] [21]
Примеры программ в области глобальной инженерной компетентности включают:
Больше примеров приведено в Глобальном инженерном образовании . Научно-исследовательские и опытно-конструкторские отделы транснациональных компаний также вносят вклад в международные образовательные исследования. Существуют различные методы оценки компетентности и дебаты о том, как обучение глобальной и культурной компетентности влияет на инженерное образование. [30] [31] [32] [33]
В 2008 году проект под названием «The Engineering Cultures Multimedia Project» был одобрен NSF. Он был реализован совместными усилиями «Virginia Tech и Colorado School of Mines для создания модулей на основе CD, исследующих, как то, что считается инженером и инженерными знаниями, различается в разных странах». https://globalhub.org/topics/AboutEngineeringCultures Главной целью этого проекта было «разработать, распространить и оценить опыт обучения, который поможет студентам определить, понять и оценить точки зрения, отличные от их собственных». [34]
Исследования показывают, что инженеры будут лучше подготовлены к серьезному изучению инженерных наук, если будут изучать инженерные концепции в годы, предшествующие обучению в университете. Следующие ресурсы были перечислены для предоставления преподавателям начальных и средних школ информации и онлайн-программ, которые помогут им внести инженерный материал в свои классы.
«Строгие» исследования в инженерном образовании определяются как соблюдение шести руководящих принципов Национального исследовательского совета для научных исследований . [35] Шесть руководящих принципов для научных исследований: [36]
Исследования инженерного образования проводятся на основе требований и моделей инженерии в промышленности, политике и образовании. В глобальном масштабе акцент исследований делается на образовательном применении. Исследования в промышленности и практике еще не привлекли большего внимания. [37]
В Соединенных Штатах был больший толчок к разработке формальной политики для обучения инженеров. В 1918 году в отчете Манна отмечалась надвигающаяся нехватка квалифицированных инженеров, которые могли бы быстро войти в состав рабочей силы. Должно быть больше практического опыта, преподаватели инженерии должны иметь практический опыт работы, а преподавание должно быть более заметным, хотя исследования также важны. В 1955 году в отчете Гринтера [11] конкретно описывались инженерные исследования на уровне бакалавриата и магистратуры. С тех пор некоторые из этих предложений, включая курс дипломного проектирования для старших курсов, были реализованы в государственных и частных инженерных учреждениях.
Политика инженерного образования, применяемая к требованиям программ и учебным планам, в некоторой степени обусловлена внешними факторами. Аккредитация ABET (Совет по аккредитации в области инженерии и технологий) включила промышленные требования в процесс аккредитации программ колледжей и университетов. ABET EC 2000 подчеркивает как технические (дизайн, решение проблем), так и профессиональные навыки (работа в команде, коммуникация, этическое/глобальное мышление). В 2021 году деканы инженерных колледжей Big Ten+ University Colleges of Engineering написали письмо поддержки ABET, чтобы призвать к более конкретным критериям в общей оценке, связанной с разнообразием, равенством и инклюзивностью (DEI). [38]
Образовательные стандарты P-12:
Такие национальные стратегии, как «Ни один ребенок не останется без внимания» и «Гонка к вершине», оказали влияние на набор и удержание будущих инженеров.
В апреле 2013 года в США были выпущены стандарты науки следующего поколения для естественнонаучного образования K-12, которые заменили национальные стандарты естественнонаучного образования . Они включают в себя инженерные стандарты, встроенные в научные стандарты. Национальный совет по оценке создал структуру технологий и грамотности для Национальной оценки образовательного прогресса 2014 года. Это будет пилотный тест, который может стать постоянным элементом будущих тестов.
Существует разрыв между результатами исследований в области инженерного образования и внедрением этих результатов в класс. Результаты исследований публикуются в различных журналах, которые в первую очередь читают другие исследователи, а не преподаватели P-12 или университетские преподаватели за пределами сферы образования. Этот разрыв перехода между исследованиями и практикой препятствует желаемым результатам в основе исследований [39] [18] [37]
Были предложения по соединению практики инженерного образования и исследований в области инженерного образования. Циклическая модель передачи между исследованиями и практикой была предложена Jesiek et al. (2010) и Borrego & Bernhard (2011). Эта модель позволяет исследованиям и практике непрерывно влиять друг на друга и развивать друг друга.
Существует несколько профессиональных организаций, занимающихся инженерным образованием, в том числе:
{{cite book}}: |website=проигнорировано ( помощь )