Многоуровневое инженерное образование

Оглавление 
 

1  

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 
Сибирский федеральный университет 
 
 
 
 
 
 
Н. В. Гафурова, С. И. Осипова,  Е. Ю. Чурилова 
 
 
 
 
МНОГОУРОВНЕВОЕ  
ИНЖЕНЕРНОЕ  ОБРАЗОВАНИЕ 
 
 
Допущено учебно-методическим советом Сибирского федерального университета в качестве учебника для студентов, обучающихся по направлению 
подготовки магистрантов 44.04.01.09 «Инженерное образование». Протокол № 01 от 24.01.2022 г. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Красноярск 
СФУ 
2022 

 

 

Оглавление 

2 

УДК 378.4:62(07) 
ББК 74.484.7я73 
         Г245 
 
 
 
 
 
Р е ц е н з е н т ы: 
Е. А. Барахсанова, доктор педагогических наук, профессор СевероВосточного федерального университета им. М. К. Аммосова; 
В. В. Кольга, доктор педагогических наук, профессор Сибирского 
государственного университета науки и технологии им. М. Ф. Решетнёва 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Гафурова, Н. В. 
Г245                Многоуровневое инженерное образование : учебник / Н. В. Гафурова, С. И. Осипова, Е. Ю. Чурилова. – Красноярск : Сиб. федер. 
ун-т, 2022. – 316 с. 
ISBN 978-5-7638-4591-4 
 
Представлены ключевые позиции психолого-педагогических исследований и практик по инженерной педагогике для многоуровневого инженерного образования в контексте повышения его качества и в соответствии с экономическим 
развитием общества. 
Предназначен для студентов магистратуры, обучающихся по направлению 44.04.01.09 «Инженерное образование». Может быть полезен преподавателям вузов, аспирантам и магистрантам направления подготовки 44.00.00 «Образование и педагогические науки». 
 
 
Электронный вариант издания см.: 
http://catalog.sfu-kras.ru 
УДК 378.4:62(07)  
ББК 74.484.7я73 
 
ISBN 978-5-7638-4591-4                                                           © Сибирский федеральный  
                                                                                                         университет, 2022 

 

 

Оглавление 
 

3  

 
 

 
ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
 
СПИСОК  СОКРАЩЕНИЙ ............................................................................... 5 
 
ВВЕДЕНИЕ ......................................................................................................... 6 
 
Г л а в а  1. ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ  ОБРАЗОВАНИЕ 
В  УСЛОВИЯХ  ГЛОБАЛЬНЫХ  ВЫЗОВОВ ........................... 9 
1.1. Тренды развития образования .............................................. 9 
1.2. Нормативная база  
 
профессионального образования ....................................... 17 
1.3. Сущность компетентностного подхода  
в образовании ...................................................................... 57 
1.4. Качество образования .......................................................... 64 
1.5. Социально-психологический портрет  
современного студента ....................................................... 71 
1.6. Преподаватель профессионального образования ............. 77 
1.7. Сетевое взаимодействие  
в профессиональном образовании ..................................... 99 
 
Г л а в а  2. СТРАТЕГИИ  РАЗВИТИЯ   
ИНЖЕНЕРНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ  XXI века...................... 108 
2.1. Базовые идеи современного  
инженерного образования ................................................ 108 
2.2. Педагогические теории в инженерном образовании ...... 111 
2.3. Многоуровневое инженерное  
образование: три уровня ................................................... 121 
2.4. Современное довузовское инженерное образование ..... 140 
2.5. Идеи Всемирной инициативы CDIO  
в инженерном образовании .............................................. 164 
2.6. Стандарты CDIO как контекст  
инженерного образования ................................................ 167 
2.7. Проектно-внедренческая компетенция  
будущего инженера ........................................................... 173 
2.8. Интеграция идей CDIO и устойчивого развития  
в подготовке инженеров будущего .................................. 182 
 

 

Оглавление 

4 

Г л а в а  3.  ПРОЕКТИРОВАНИЕ  ИНЖЕНЕРНЫХ  
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРОГРАММ .................................... 193 
3.1. Обратный дизайн в проектировании  
образовательных программ ............................................ 193 
3.2. Измерение образовательных результатов  
в компетентностном подходе .......................................... 197 
3.3. Модульный подход в образовательных программах ..... 203 
3.4. Проектирование образовательных программ  ................ 205 
 
Г л а в а  4.  ЦИФРОВИЗАЦИЯ  ИНЖЕНЕРНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ ..... 217 
4.1. Информатизация учебного процесса ................................ 217 
4.2. Электронное обучение и дистанционные  
образовательные технологии ............................................ 227 
 
Г л а в а  5.  ВОСПИТАНИЕ  В  ИНЖЕНЕРНОМ  ОБРАЗОВАНИИ ....... 246 
5.1. Воспитательная работа в инженерной  
образовательной программе ............................................. 246 
5.2. Поликультурная образовательная среда  
в развитии толерантности студентов вуза ...................... 274 
 
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ  СПИСОК .......................................................... 280 
 
ПРИЛОЖЕНИЯ .............................................................................................. 295 
П р и л о ж е н и е  1. Программа повышения квалификации  
преподавателей, основанная на выявленных  
квалификационных дефицитах .............................. 295 
П р и л о ж е н и е  2. Планируемые результаты обучения  
CDIO/CDIO Syllabus (Версия 2, 2011)................... 296 
П р и л о ж е н и е  3. Оценочно-диагностический комплекс  
минимальной оценки сформированности  
проектно-внедренческой компетенции (ПВК) ...... 301 
П р и л о ж е н и е   4. Подпроцессы проектной деятельности ................... 303 
П р и л о ж е н и е  5. Карта формирования универсальной  
компетенции компетенции ...................................... 304 
П р и л о ж е н и е  6. Содержательно-целевая согласованность  
принципа «Образование для устойчивого  
развития», CDIO и ФГОС ВО «Металлургия» ...... 305 
П р и л о ж е н и е  7. Матрица планирования занятия, темы, модуля ...... 307 
П р и л о ж е н и е  8. Шаблон рабочей программы дисциплины .............. 308 
П р и л о ж е н и е  9. Смешанная карта (диаграмма Венна) ...................... 312 
П р и л о ж е н и е  10. Пример заполненной смешанной карты ................ 313 
П р и л о ж е н и е  11. Шаблон для проектирования темы ........................ 314 

Оглавление 
 

5  

 
 

 
СПИСОК  СОКРАЩЕНИЙ 
 
ВВП – 
внутренний валовой продукт. 
ВО – 
высшее образование. 
ДОТ – 
дистанционные образовательные технологии. 
ЕГЭ – 
единый государственный экзамен. 
НРК РФ – 
Национальная рамка квалификаций Российской Федерации. 
ОП – 
образовательная программа. 
ПВК – 
проектно-внедренческая компетентность. 
ППС – 
профессорско-преподавательский состав. 
РПД – 
рабочая программа дисциплины. 
СПО – 
среднее профессиональное образование. 
УМО – 
учебно-методическое обеспечение. 
УП – 
учебный план. 
ФГОС – 
федеральные государственные образовательные стандарты. 
ФОС – 
фонд оценочных средств. 
ЭИОС – 
электронно-информационная образовательная среда. 
ЭО – 
электронное обучение. 
CDIO 
(Conceive, 
Design, 
Implement, 
Operate) – 

(«придумай, спроектируй, реализуй, управляй») – сокращение 
от этапов инженерного процесса1. 

 
 
 
 
 
 

                                                            
1 Проект CDIO был организован учеными, представителями промышленности, инженерами 
и студентами Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of 
Technology) в конце 1990-х годов. 

 

Введение 
 

6 

 
 

 
ВВЕДЕНИЕ 
 
 
Становление инновационной российской экономики, обеспечение 
ее конкурентоспособности существенно зависят от подготовки новых   
инженерных кадров. Мировые тенденции в области профессионального 
инженерного образования определяют особые требования к его компетенциям в создании и эксплуатации новых продуктов, систем и услуг, а также 
к пониманию стратегического значения научно-технического развития 
общества. 
В учебнике представлены ключевые позиции психолого-педагогических исследований и практик по инженерной педагогике для многоуровневого инженерного образования с учетом современных трендов 
в образовании и в соответствии с экономическим развитием общества. 
Издание структурировано по главам, содержание которых соответствует модулям образовательной программы «Инженерное образование». 
Выполнение заданий, представленных в учебнике, обеспечивает контроль 
результатов обучения по модулю. 
Учебник содержит теоретический материал, примеры из практики, 
задания для учащихся, позволяющие визуализировать учебный материал, 
приложения. 
В первой главе рассмотрены вопросы нормативного обеспечения 
и повышения качества профессионального образования, проблемы реализации компетентностного подхода и интеграция в нем, характеристики     
современного студента как представителя цифрового поколения и преподавателя профессионального образования, а также вопросы и методика 
организации сетевого взаимодействия в образовании. 
В результате освоения материалов первой главы «Профессиональное образование в условиях глобальных вызовов» студент будет уметь: 
● реализовывать деятельность в профессиональном образовании 
с применением актуальных нормативных документов;  
● обосновывать профессиональные действия в образовании психологопедагогическими научными достижениями и лучшими образовательными 
практиками; 
● учитывать в профессиональных действиях в образовании характеристики современных студентов и преподавателей; 
● проектировать образовательный процесс с использованием критериев качества; 

 

Введение 
 

7  

● проектировать сетевое партнерство с различными организациями – 
участниками образовательного процесса и промышленными партнерами, 
управление коллективом.  
Во второй главе «Стратегии развития инженерного образования           
XXI века» рассмотрены базовые идеи современного инженерного образования и Всемирной инициативы CDIO, исследования в изучаемой области, 
приведены понятия многоуровневого инженерного образования и его 
ключевой результат в виде проектно-внедренческой компетенции. 
В результате работы с материалами второй главы студент будет 
уметь: 
● использовать показатели и критерии качества инженерного образования и способы его измерения; 
● создавать способы измерения проектно-внедренческой компетенции; 
● обосновывать профессиональные действия в инженерном образовании психолого-педагогическими научными достижениями и лучшими 
образовательными практиками инженерного образования; 
● реализовывать профессиональные действия в инженерном образовании в условиях его многоуровневости; 
● осуществлять профессиональную деятельность в инженерном 
образовании, используя потенциал Всемирной инициативы CDIO; 
● использовать показатели и критерии качества инженерного образования и способы его измерения; 
● проектировать решение задач инженерного образования, направленных на формирование проектно-внедренческой компетенции. 
Третья глава «Проектирование инженерных образовательных программ» имеет практическую направленность и посвящена проектированию инженерных образовательных программ через логику обратного дизайна и модульный подход. 
В результате работы с материалами третьей главы студент будет уметь: 
● осуществлять педагогическое проектирование инженерных образовательных программ; 
● разрабатывать методическое обеспечение образовательной программы, модуля, дисциплины;  
● разрабатывать и реализовывать контроль и оценку достижения 
обучающимися результатов обучения; 
● вносить изменения в образовательную программу, рабочую программу дисциплины (модуля) с учетом специфики инженерных направлений подготовки. 
В четвертой главе «Цифровизация инженерного образования» освещены вопросы внедрения электронного обучения и дистанционных образовательных технологий для реализации образовательных программ.  

Введение 
 

8 

В результате работы с материалами четвертой главы студент будет 
уметь: 
● обосновывать применение цифровых инструментов для взаимодействия участников образовательных отношений; 
● вносить изменения в образовательную программу, рабочую программу дисциплины (модуля) с учетом электронного обучения (ЭО) и дистанционных образовательных технологий (ДОТ);  
● проводить учебный процесс по дисциплине с педагогически целесообразными технологиями ЭО и ДОТ; 
● целесообразно использовать многообразие инструментов ЭО и ДОТ 
в учебном процессе. 
Пятая глава «Воспитание в инженерном образовании» посвящена 
педагогическим и нормативным аспектам воспитания в инженерном образовании. В ней выделены позиции, нормативно вводимые в стране в воспитательной работе в образовательной программе и ее педагогические основания, а также отдельные частные вопросы воспитательных практик для 
инженерного образования, в том числе по развитию толерантности студентов, их социальным практикам и студенческому самоуправлению.  
В результате работы с материалами пятой главы студент будет уметь: 
● планировать и реализовывать воспитательную работу в инженерном образовании с оцениванием ее результативности; 
● разрабатывать содержание воспитательных мероприятий с учетом характеристик контингента, воспитательной ситуации и факторов, 
влияющих на воспитательный процесс; 
● проектировать воспитательную среду на основе функциональной 
связи воспитательных действий и теории воспитания, закономерностей 
психологических процессов воспитания для достижения воспитательных 
целей. 
Издание предназначено для студентов магистратуры, обучающихся по направлению 44.04.01.09 «Инженерное образование». Будет полезно 
преподавателям вузов, аспирантам и магистрантам направления подготовки 
44.00.00 «Образование и педагогические науки», занимающимся вопросами инженерного образования, систем повышения квалификации и профессиональной переподготовки инженерных кадров, а также представителям 
инновационных педагогических движений в соответствии с требованиями 
современности.

1.1. Тренды развития образования 
 

9  

 
Г л а в а  1 

 
ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ  ОБРАЗОВАНИЕ  
В  УСЛОВИЯХ  ГЛОБАЛЬНЫХ  ВЫЗОВОВ 
 
 
1.1. Тренды развития образования 
 
Главная постоянная тенденция развития российского образования – 
это формирование личности в соответствии с мировыми требованиями 
к его компетенциям на выпуске для конкурентоспособности выпускников 
и страны в целом. Перечислим основные тренды2 цивилизационного развития: 
● глобализация; 
● научно-технический прогресс и требования к человеку; 
● императив изменений; 
● тотальная информатизация. 
Для системы образования важны не только отдельные тенденции, 
но и их системное влияние. Так, глобализация на фоне цифровизации простимулировала появление транснационального образования через его виртуализацию. Возрастание мобильности студентов и преподавателей в этом 
виртуальном пространстве обеспечивается альтернативными образовательными программами [169]. В настоящее время наблюдается зарождение новой модели образования, отвечающей вызовам глобализации и возрастающим возможностям цифровизации. Создание такой транснациональной среды обучения студентов разных стран актуализирует проблему 
обновления российского образования с учетом международных интернациональных требований. 
Ускорение темпов развития общества, будучи ведущей тенденцией, оказывает значимое влияние на систему образования, предъявляя требования к ее результату. Тренд проявляется в высоком темпе обновления 
знаний в технике и технологии, определяющем требования к опережающему развитию интеллектуальных и личностных качеств специалиста, 
способного решать актуальные производственные задачи. 
Императив изменений определяет ключевую потребность человека – 
потребность в непрерывном образовании на протяжении всей жизни (life 
long learning), которая необходима для реагирования на происходящие из
                                                            
2 Тренд – это тенденция, направление развития. 

 

Г л а в а  1.  Профессиональное образование в условиях глобальных вызовов 
 

10 

менения и управления ими. Преемственность такого образования и его 
результатов является фундаментальным требованием для обеспечения   
качества подготовки. Несмотря на традиционно сложившуюся в России 
систему образования «дошкольная подготовка – среднее образование – 
высшее образование», а также принятую в обществе «норму» получения 
диплома о высшем образовании как социального лифта, сам общественносоциальный стереотип практически полностью вытесняет ключевую потребность человека.  
Изменения в образовании в первую очередь предполагают          
выстраивание многоуровневой системы, обеспечивающей, помимо непрерывности процесса и связи результатов, важнейшую компетентность           
человека будущего – способность к обучению в течение всей жизни, самоопределению. «Отвечая на нестабильность и динамизм процессов, определяющих инновационность как атрибут, характерный признак времени, 
система образования должна готовить человека к переменам, развивая 
способность жить в ситуации неопределенности и непредсказуемости» 
[178]. Для современного человека такие качества, как поведенческая конструктивность, высокая мобильность во времени и пространстве, умение 
делать выбор в условиях неопределенности с многообразием возможностей и в ограниченных ресурсах, являются актуальными. Новыми по отношению к выпускнику бакалавриата и магистратуры считаются следующие требованиями: развитый эмоциональный интеллект и креативное 
мышление, способность к образованию в течение всей жизни и «саморазвитию адекватно изменчивости окружающего мира, способность к инновациям, креативному взаимодействию, творчеству, инициативе» [158]. 
На систему образования прежде всего оказывает влияние новый 
общественный уклад, а именно информационное общество. Сопоставление ключевых позиций аграрного, индустриального и постиндустриального обществ (сравнение приведено в табл. 1) демонстрирует существенное 
отличие этих периодов цивилизационных изменений. 
В индустриальном обществе массовое производство адекватно хорошо известному традиционному подходу к образованию, который ориентирован на повторение определенных, ранее кем-то полученных знаний, 
умений и навыков. Выполнение такой цели обеспечивало единое для всех 
содержание образования, преимущественно репродуктивные методы обучения и субъект-объектные модели взаимодействия участников образовательного процесса.  
Экономика постиндустриального общества, которое часто относят 
к знаниевому обществу, характеризуется информатизацией всех сторон 
жизнедеятельности, становлением информации как ведущего элемента 
экономики. Усиление многовариантности и многообразия форм общественного развития приводит к плюрализму в решении политических про