Исследования в области инженерного образования ( EER ) - это область исследования, которая создает знания, целью которых является определение, информирование и улучшение образования инженеров. Это достигается за счет исследований по таким темам, как эпистемология, политика, оценка, педагогика, разнообразие, среди прочего, в том, что касается инженерии. [1]
История и предыстория
Исследования в области инженерного образования приобрели известность в 1980-х годах, хотя формальное образование инженеров в Соединенных Штатах восходит к 1802 году, когда была открыта Военная академия Соединенных Штатов в Вест-Пойнте с целью подготовки инженерного корпуса армии США. . [2] [3] Школа Ренсселера (ныне Политехнический институт Ренсселера) была основана в 1824 году, и в 1835 году четырем студентам были присвоены степени в области гражданского строительства. [4]
Подстрекаемый озабоченностью национальной конкурентоспособностью и недостаточным количеством выпускников инженеров [5], в отчете Нила содержится призыв к исследованиям для улучшения преподавания и обучения в областях STEM (наука, технология, инженерия и математика). [6]
Как и в случае с другими дисциплинами, 1990-е гг. Привлекли внимание к научным методам преподавания, что продемонстрировано в отчете NRC 1995 г. [7] «Инженерное образование: проектирование адаптивной системы» под влиянием Эрнста Бойера. [8] Это внимание было в первую очередь мотивировано необходимостью повышения качества инженеров, выпускаемых университетами США. Кроме того, 1993 год ознаменовался перезапуском журнала инженерного образования , который служил информационным центром для научных исследований. [9]
Поскольку озабоченность по поводу глобализации и потребности в инновациях возросла в конце 1990-х и 2000-х годах, исследования в области инженерного образования находились под влиянием призывов к реформе, чтобы обеспечить количество и разнообразие инженеров, необходимых для решения глобальных проблем. [9]
Продолжая развитие этой области, в начале 2000-х годов возникли центры исследований в области инженерного образования. NAE сформировало Комитет по инженерному образованию (CEE) в 1999 году, Центр NAE по продвижению стипендий в области инженерного образования (CASEE) был создан в 2002 году и Центр развития инженерии в 2003 году [9].
В середине 2000-х годов выделенное финансирование, специализированные публикации, центры исследований, академической подготовки и конференции, которые связывали распределенное сообщество, обеспечивали инфраструктуру, необходимую для растущей области исследований. [9]
Влиятельные отчеты по истории инженерного образования
- Манн, К. (1918). Изучение инженерного образования
- Отчет Викендена: Общество содействия инженерному образованию. (1930). "Отчет исследования инженерного образования 1923-1929 гг." Питтсбург, Пенсильвания.
- LE 1995. Отчет комитета ASEE по оценке инженерного образования. Вашингтон, округ Колумбия: Американское общество инженерного образования.
- «Зеленый отчет». 1995. Инженерное образование для меняющегося мира. Вашингтон, округ Колумбия: Американское общество инженерного образования. Отчет подготовлен Советом инженеров-деканов и корпоративным круглым столом.
Основные направления исследований
В отчете Руководящего комитета национальных коллоквиумов по исследованиям в области инженерного образования за 2006 г. выделены 5 ключевых тематических областей исследований в области инженерного образования: [10]
- Инженерные эпистемологии: исследование того, что составляет инженерное мышление и знания в социальных контекстах сейчас и в будущем.
- Механизмы инженерного обучения: исследование развития знаний и компетенций учащихся инженерных специальностей в контексте.
- Системы инженерного обучения: исследование образовательной культуры , институциональной инфраструктуры и эпистемологии преподавателей инженерных специальностей.
- Инженерное разнообразие и инклюзивность: исследование того, как разнообразные человеческие таланты способствуют решению социальных и глобальных проблем и актуальности нашей [инженерной] профессии.
- Техническая оценка: исследование и разработка методов, инструментов и показателей оценки для информирования практики инженерного образования и обучения.
Другие направления исследований
Глобализация
По словам Боррего и Бернхарда [11], международное сотрудничество развивается с целью создания глобальных компетенций у студентов инженерных специальностей. Глобальная инженерная компетенция - это обладание «знаниями, способностями и предрасположенностью к эффективной работе с людьми, которые определяют и решают проблемы иначе, чем они». [12] Образовательные программы, делающие упор на глобальные инженерные компетенции, исследуют развитие и оценку глобальных компетенций в инженерной практике. [13] [14]
Примеры программ в области глобальной инженерной компетенции включают:
- Глобальная инженерная программа в Университете Пердью
- Erasmus mundus (глобальная программа, ориентированная на студентов) [15]
Отделы НИОКР транснациональных компаний также вносят свой вклад в международные исследования в области образования.
Глобальные инженерные культуры
В 2008 году NSF одобрил проект под названием «Мультимедийный проект инженерных культур». Это было сделано совместными усилиями «Технологического института Вирджинии и Колорадской горной школы по созданию модулей на компакт-дисках, исследующих, как то, что считается инженером, и инженерные знания меняются от страны к стране». https://globalhub.org/topics/AboutEngineeringCultures Основная цель этого проекта заключалась в том, чтобы «развивать, распространять и оценивать учебный опыт, который поможет учащимся определять, понимать и ценить точки зрения, отличные от их собственных». [16]
Дошкольное инженерное образование
Исследования показывают, что инженеры будут лучше подготовлены к тщательному изучению инженерных наук, если познакомятся с инженерными концепциями в годы, предшествующие учебе в университете. Следующие ресурсы были перечислены для предоставления преподавателям начальных и средних школ информации и онлайн-программ, которые помогут им доставлять инженерные материалы в свои классы.
Методология
«Строгие» исследования в области инженерного образования определяются как соблюдение шести руководящих принципов научных исследований Национального исследовательского совета . [17] Шесть руководящих принципов научного исследования: [18]
- Задайте важные вопросы, которые можно исследовать эмпирически.
- Свяжите исследования с соответствующей теорией.
- Используйте методы, позволяющие напрямую исследовать вопрос.
- Обеспечьте ясную, последовательную цепочку рассуждений.
- Воспроизводите и обобщайте исследования.
- Раскрытие информации об исследовании для поощрения профессионального изучения и критики.
Подключение к практике
Исследования в области инженерного образования проводятся на основе требований и моделей инженерии в промышленности, политике и образовании. В глобальном масштабе исследования сосредоточены на образовательных приложениях. Исследования в области промышленности и практики еще не привлекли к себе большего внимания. [19]
Политика
В Соединенных Штатах был больший толчок к развитию официальной политики обучения инженеров. В 1918 году в отчете Манна отмечался неизбежный дефицит квалифицированных инженеров, которые могли бы быстро найти работу. Должно быть больше практического опыта, преподаватели инженерных специальностей должны иметь практический опыт работы, а преподавание должно быть более заметным, хотя исследования также важны. В 1955 году в отчете Гринтера конкретно выделялись инженерные исследования на уровне бакалавриата и магистратуры. С тех пор некоторые из этих предложений, в том числе курс высшего проектирования Capstone, были реализованы в государственных и частных инженерных учреждениях.
Политика в области инженерного образования в некоторой степени определяется извне. Аккредитация ABET включает промышленные требования как часть процесса аккредитации. ABET EC 2000 подчеркивает как технические (дизайн, решение проблем), так и профессиональные навыки (командная работа, общение, этическое / глобальное мышление).
Образовательные стандарты P-12:
Национальная политика, такая как « Ни один ребенок не останется позади» и « Гонка за вершиной» , повлияла на набор и удержание будущих инженеров.
В апреле 2013 г. были выпущены научные стандарты нового поколения в качестве научных стандартов для естественнонаучного образования в США, которые заменили Национальные стандарты естественнонаучного образования . К ним относятся инженерные стандарты, встроенные в научные стандарты. Управляющий совет национальной системы оценки создал Систему технологий и грамотности для Национальной оценки прогресса в образовании 2014 года. Это будет пилотное испытание, которое может превратиться в постоянную составляющую будущих испытаний.
Образовательные
Существует разрыв между результатами исследований в области инженерного образования и их применением в классе. Результаты исследований публикуются в различных журналах, которые в основном читают другие исследователи, а не преподаватели уровня P-12 или преподаватели университетов, не относящиеся к сфере образования. Такое нарушение переноса между исследованием и практикой препятствует достижению желаемых результатов, лежащих в основе исследования [20] [11] [19]
Были предложения связать практику инженерного образования и исследования инженерного образования. Циклическая модель перехода между исследованиями и практикой была предложена Jesiek et al. (2010) и Боррего и Бернхард (2011). Эта модель позволяет исследованиям и практике постоянно влиять и развивать друг друга.
Организации и публикации
Существует несколько профессиональных организаций, занимающихся инженерным образованием, в том числе:
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Nazempour, Аршан (2015). «Оценка сверхдешевого сопла Вентури в бакалавриате инженерных специальностей» . Американское общество инженерного образования . Архивировано из оригинала на 2016-03-04.
- ^ Благородный, DF (1979). Америка по замыслу: наука, технологии и рост корпоративного капитализма.
- ^ Рейнольдс, Терри С. (1992). «Образование инженеров в Америке до принятия закона Моррилла 1862 года», History of Education Quarterly, 32 (Winter): 459-82.
- ^ Общество содействия инженерному образованию. (1930). "Отчет исследования инженерного образования 1923-1929 гг." Питтсбург, Пенсильвания.
- ↑ Нация в опасности (1983)
- ^ Отчет Нила (1986)
- ^ Совет Национального исследовательского совета по инженерному образованию. 1995. Инженерное образование: проектирование адаптивной системы. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы.
- ^ Boyer, EL 1990. Стипендия пересмотрена: приоритеты профессора. Принстон, Нью-Джерси: Фонд Карнеги по развитию преподавательской деятельности Национальных академий прессы.
- ^ а б в г Брент К. Йезик; Линита К. Ньюсуандер и Маура Боррего (2009). «Исследования в области инженерного образования: дисциплина, сообщество или область?». Журнал инженерного образования . 98 (1): 39–52. DOI : 10.1002 / j.2168-9830.2009.tb01004.x .
- ^ Разговоры. (2006). Программа исследований новой дисциплины инженерного образования. Журнал инженерного образования (октябрь), 259-261.
- ^ a b Боррего, М., и Бернхард, Дж. (2011) «Появление исследований в области инженерного образования как международной области исследований». Журнал инженерного образования . 100 (1): 14–47.
- ^ Дауни и др., «Глобально компетентный инженер: эффективная работа с людьми, которые по-разному определяют проблемы», Журнал инженерного образования , 2006.
- ^ https://engineering.purdue.edu/GEP
- ^ https://globalhub.org/resources/4427/download/GE3_April_2011_bkj_final.pdf
- ^ http://ec.europa.eu/education/external-relation-programmes/doc72_en.htm
- ^ https://globalhub.org/topics/EngineeringCultures
- ^ Borrego, М. (2007). «Концептуальные трудности, испытываемые подготовленными инженерами при изучении методов исследования в области образования». Журнал инженерного образования . 96 (2): 91.
- ^ Шавелсон Р. и Л. Таун, Научные исследования в образовании, Вашингтон, округ Колумбия: National Academies Press, 2002. Научные исследования в образовании, Вашингтон, округ Колумбия: National Academies Press, 2002.
- ^ a b Джесик, Б.К., Боррего, М., и Беддо, К. (2010) «Расширение глобального потенциала для исследований в области инженерного образования (AGCEER): исследование, связанное с практикой, политикой и промышленностью». Журнал инженерного образования . 99 (2): 107-119.
- ^ Американское общество инженерного образования, 2009