Szybko rozwijający się świat XX i XXI wieku spowodował, że tradycyjne kształcenie w formie przyswajania wiedzy, mające swoje początki w uczelniach francuskich okresu średniowiecza, ale także idea edukacyjno-badawczego uniwersytetu Humboldtowskiego, stały się niewystarczające w obszarze kształcenia inżynierskiego do zaspokajania potrzeb otoczenia zewnętrznego - szeroko pojętej gospodarki, w dużej mierze przemysłu, w ostatnich czasach także usług. W szczególności obok przekazywania wiedzy niezbędne staje się przekazywanie umiejętności i kształtowanie postaw, zapoczątkowane przez wprowadzenie Krajowych Ram Kwalifikacji. To wszystko jednak nie kształtuje absolwentów wystarczających dla przemysłu i umiejących sami sobie kreować swoje miejsca pracy, swoje firmy, wskutek kształcenia wąsko pojmowanych specjalistów, przewagi tradycyjnego nauczania w miejsce kształcenia, braku przedmiotów biznesowych i elementów samodzielnego poznawania i kształtowania rzeczywistości gospodarczej: od umiejętności pracy zespołowej przez umiejętności analiz rynku, wykonalności projektu, sposobu jego wykonania, oceny i samooceny aż do umiejętności prezentacji i autoprezentacji.

Zmieniając sposób kształcenia należy wziąć pod uwagę kilka aspektów. Pierwszy z nich i najbardziej oczywisty to rozdźwięk między potrzebami gospodarki i sylwetką absolwenta. Pojawienie się studiów inżynierskich, ograniczonych w Polsce do 7 semestrów, a w wielu krajach Europy do sześciu,  powoduje celowość zmiany procesu kształcenia na bardziej ogólne, ale preferujące treści i kwalifikacje typowo inżynierskie, poszukiwane i proponowane przez przemysł. Kształcenie ogólne skłania ku silnej unifikacji pierwszych lat studiów i zarazem dużym udziale przedmiotów specjalności; znika tradycyjny podział na przedmioty podstawowe, kierunkowe i specjalności.

We współczesnym świecie inżynier jest zmuszony już nie do posiadania ogromnej wiedzy, którą bez trudu można znaleźć w Internecie i bazach danych, ale obok i równoważnie do zdobywania niezbędnych w pracy umiejętności zawodowych i kształtowania właściwych postaw, przede wszystkim umiejętności pracy zespołowej i kierowania zespołem, także komunikacji interpersonalnej i porozumiewania się w językach obcych. Nowy system musi uwzględniać te właśnie elementy procesu kształcenia w stopniu znacznie większym, niż dotychczasowy.

Ważkim problemem jest takie ukształtowanie programu studiów, aby student stał się podmiotem, a nie przedmiotem kształcenia. Nauczyciel winien być przewodnikiem w procesie kształcenia, rozwijając samodzielność, nie tłumiąc ciekawości, pozwalając dostrzec potrzebę uczenia się przez całe życie.

System kształcenia CDIO (Conceive – Design – Implement – Operate)  może być uznany za najskuteczniejszy, jeżeli chodzi o nowoczesne pro-przemysłowe kształcenie inżynierów, Idea ta narodziła się w latach 90. w MIT w USA. Zaproponowano wtedy, w ślad za sygnałami z przemysłu, nową wizję kształcenia: odejście od typowych nauk inżynierskich jako kontekstu w zamian za  położenie nacisku na rozwój systemów i produktów; porzucenie oderwanego studiowania odrębnych dyscyplin na rzecz systemu zintegrowanego, widzącego problemy wymagające dla ich rozwiązania  wielu obszarów wiedzy, w tym nauk społecznych i zarządzania; odejście od projektowania jako podstawy kształcenia inżynierów i przejście do myślenia systemowego „wyobraź sobie – zaprojektuj – skonstruuj – oceń swoje rozwiązanie”.  Członkami – założycielami CDIO Initiative były: Chalmers University of Technology, Linkoping University, Kungliga Tekniska Högskolan w Sztokholmie oraz Massachusetts Institute of Technology w USA.  Obecnie CDIO Initiative liczy niemal 70 członków z 27 krajów, w tym z wielu najlepszych światowych uczelni. Jak dotąd, z Polski  jedynie Politechnika Gdańska znalazła się w gronie uczelni – członków CDIO Initiative, przyjętych przez konsorcjum i aspirujących do wdrożenia nowoczesnego systemu kształcenia w tym ujęciu. Okazją ku temu stało się spotkanie w Goeteborgu prof. Rodneya Rychwalskiego i prof. Marii Knutsson – Wedel oraz prof. Andrzeja Zielińskiego, a podczas niego dyskusja nad sposobami kształcenia inżynierów i wreszcie sformułowanie zaproszenia. Wizję Politechniki Gdańskiej jako instytucji wdrażającej system CDIO w dalekiej miejscowości szwedzkiej Umea przedstawiła i broniła dr Sylwia Sobieszczyk, aż wreszcie Politechnika Gdańska weszła do znamienitego grona uczelni innowacyjnych. Obecnie w każdym miesiącu przyjmowana jest, po dyskusji także z udziałem PG, inna uczelnia, co dowodzi lawinowo rosnącej popularności tego sposobu edukacji.

System CDIO opera się na 12 tzw. złotych standardach, stanowiących program wdrażania nowoczesnego systemu kształcenia inżynierów.

 

Nr standardu

Nazwa standardu

Opis

Standard 1

CDIO jako kontekst

Zdolność identyfikacji potrzeb, kreowania rozwiązań, projektowania, wytwarzania, marketingu, eksploatacji, obsługi, recyklingu itd.

Standard 2

Efekty programu opartego na CDIO

Wiedza, umiejętności i postawy

Standard 3

Zintegrowany program

Wiedza techniczna i wnioskowanie
Wiedza osobista i zawodowa, umiejętności i cechy
Międzyosobowa (interpersonalna) wiedza i umiejętności
Systemy kreowania, projektowania, konstruowania i ewaluacji

Standard 4

Wprowadzenie do inżynierii

Motywacja; zrozumienie idei; projekty zespołowe jako podstawa sposobu działania

Standard 5

Doświadczenia projektowo-konstrukcyjno-testowe

Projekty zespołowe przemysłowe

Standard 6

Przestrzeń robocza CDIO

Hala konstrukcyjna
Sala cichej nauki

Standard 7

Doświadczenia oparte na zintegrowanym kształceniu

Łatwość w rozważaniu problemów technicznych; dyskusja na różnych szczeblach; argumentacja za i przeciw; rozwój idei przez dyskusje zespołowe; wyjaśnianie rozwiązań różnym grupom

Standard 8

Kształcenie aktywne i oparte na doświadczeniach

Realne inżynierskie problemy: modelowanie, symulacje i analizy

Standard 9

Podnoszenie kwalifikacji nauczycieli: umiejętności CDIO

Podnoszenie umiejętności inżynierskich, w tym przez dynamikę grup, seminaria uczelniane i pozauczelniane w ramach konsorcjum CDIO, wyjazdy na staże

Standard 10

Podnoszenie kwalifikacji nauczycieli: umiejętności nauczycielskie

Podnoszenie umiejętności w zakresie monitorowania projektów zespołowych

Standard 11

Szacowanie umiejętności CDIO

Co student powinien umieć wykonać ?
Co jest niezbędne, aby to potrafił ?
Co musi zademonstrować w tym celu ?

 

Istotnymi cechami systemu CDIO są:

  • Program kształcenia zorganizowany wokół wzajemnie wspierających się dyscyplin
  • Duża liczba projektów studenckich
  • Zintegrowane podejście do nabywania nietechnicznych umiejętności
  • Aktywne i doświadczalne kształcenie realizowane w nowoczesnych laboratoriach i halach konstrukcyjnych
  • Ciągłe ocenianie i doskonalenie procesu kształcenia

Szczegółowy zalecany program studiów (Sylabus) rekomenduje nie tylko klasyczne treści związane z naukami ścisłymi, ale także takie, jak kształtowanie umiejętności i cech osobowych i zawodowych (np. rozumowanie analityczne i rozwiązywanie problemów, eksperymentowanie, badania i odkrywanie wiedzy, myślenie systemowe), praca zespołowa i komunikacja, systemy kreowania, projektowania, implementowania i operowania systemami w     przedsiębiorstwie, społeczny i środowiskowy kontekst – proces innowacyjny. Standard zakłada prowadzenie projektów zespołowych obejmujących kilka przedmiotów, ale również stworzenie właściwej motywacji studentów, stworzenie podstaw do zrozumienia idei technicznych, stworzenie łańcucha „zarządzanie projektem – komunikacja – praca zespołowa”.  W ramach studiów celowe jest przyjęcie, jako punktu wyjścia, kreowania potrzeby na dany produkt (kreowanie produktu) aż do jego fizycznego prototypu, rozumiane jako kształcenie inżynierskie. Kształcenie zintegrowane koncentruje się więc na pracy zespołowej i komunikacji, projektowaniu i wytwarzaniu, analizie i symulacji. Powinno ono opierać się na projektach przemysłowych i modelu ich prowadzenia. W każdym roku studiów, poczynając od pierwszego, celowe jest wykonywanie co najmniej jednego takiego projektu.

Immanentną częścią systemu kształcenia jest stworzenie studenckiej przestrzeni konstrukcyjnej (CDIO Workspace): hali z maszynami przeznaczonymi do wszystkich rodzajów obróbek każdego rodzaju materiałów i wytwarzania gotowych obiektów technicznych, a więc z frezarkami, tokarkami, spawarkami, podnośnikiem itd. System CDIO jest spośród wielu proponowanych (np. w stosunku do klasycznego kształcenia projektantów, konstruktorów lub eksploatatorów) rozwiązaniem na wielu kierunkach optymalnym, opierającym się na logicznym ciągu przyczynowo – skutkowym „oczekiwania pracodawców – szanse na atrakcyjną pracę – oczekiwania studentów -  zmiany programu kształcenia”.

System CDIO będzie wdrażany na kierunku Inżynieria Materiałowa, poziom inżynierski, na Wydziale Mechanicznym. Za wdrażanie odpowiedzialni będą prof. dr hab. inż. Andrzej Zieliński, kierownik katedry, dr hab. inż. Jerzy Łabanowski, wydziałowy koordynator kierunku, jak też wszyscy nauczyciele biorący udział w dydaktyce na tym kierunku. Istotną nowością w systemie kształcenia będzie powszechne wdrożenie projektów zespołowych; brak umiejętności kierowania zespołem i zasad pracy zespołowej jest jednem z najczęściej podnoszonych zarzutów wobec współczesnych absolwentów. Projekty powinny być realizowane nie tylko w ramach jednej katedry, ale wielu katedr, wielu wydziałów lub nawet z udziałem uczniów szkół licealnych, jako zarówno projekty inżynierskie, jak i projekty w ramach poszczególnych przedmiotów. Nauczyciele będą proponować ogólne problemy do rozwiązania i zachęcać studentów do samodzielnego kreowania tematów projektowych. Do studentów powinno należeć zorganizowanie zespołów, wybór lidera, znalezienie końcowego odbiorcy (sponsora), końcowa samoocena członków zespołu. Samorząd powinien zorganizować zakładkę umożliwiającą studentom poszukiwanie partnerów do projektów spoza kierunku, katedry i wydziału.

Podjęte zostaną wysiłki dla przebudowy programu, przede wszystkim przez włączenie do niego zagadnień z obszaru zarządzania projektem. Przewiduje się blokowanie przedmiotów ze wspólnymi częściami projektowymi. Sam projekt inżynierski (praca dyplomowa) trwać będzie dwa semestry (6. i 7.), a w semestrze 5. Powstanie przedmiot poświęcony kreowaniu idei i przygotowaniu zespołu oraz koncepcji pracy, wspólnie z nauczycielem i całą grupą.