Исследования в области инженерного образования - Википедия - Engineering education research

Образование
Дисциплины
Учебные области
Методы

Исследования в области инженерного образования (EER) - это область исследования, которая создает знания, которые направлены на 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 Соединенные Штаты восходит к 1802 году, когда была основана Военная академия США в Вест-Пойнте с целью подготовки инженерного корпуса армии США.[2][3] Школа Ренсселера (ныне Политехнический институт Ренсселера) была основана в 1824 году, а в 1835 году четырем студентам были присвоены степени в области гражданского строительства.[4]

Под влиянием озабоченности по поводу национальной конкурентоспособности и недостаточного количества дипломированных 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, в 1990-е гг. Акцент был сделан на научности 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 Журнал инженерного образования, который служил информационным центром для научных исследований.[9]

Поскольку обеспокоенность 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 произвести количество и разнообразие инженеров, необходимых для решения глобальных проблем.[9]

Продолжая развивать эту область, 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

  1. Манн, К. (1918). Изучение инженерного образования
  2. Отчет Викендена: Общество содействия инженерному образованию. (1930). «Отчет исследования инженерного образования 1923-1929 гг.» Питтсбург, Пенсильвания.
  3. L.E. 1995. Отчет комитета ASEE по оценке инженерного образования. Вашингтон, округ Колумбия: Американское общество инженерного образования.
  4. «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]

  1. Инженерные эпистемологии: исследование того, что составляет инженерное мышление и знания внутри социальные контексты сейчас и в будущее
  2. Механизмы инженерного обучения: исследование развития знаний и компетенций учащихся инженерных специальностей в контексте.
  3. Системы инженерного обучения: исследования образовательная культура, институциональная инфраструктура, и эпистемология преподавателей инженерных специальностей.
  4. Инженерное разнообразие и инклюзивность: исследование того, как разнообразные человеческие таланты способствуют решению социальных и глобальных проблем и актуальности нашей [инженерной] профессии.
  5. Техническая оценка: исследование и разработка методов, инструментов и показателей оценки для информирования инженерное образование практика и обучение.

Другие направления исследований

Глобализация

По словам Боррего и Бернхарда,[11] международное сотрудничество развивается в целях создания глобальных компетенций у студентов инженерных специальностей. Инженерная глобальная компетенция - это обладание «знаниями, способностями и предрасположенностью к эффективной работе с людьми, которые определяют и решают проблемы иначе, чем они». [12] Образовательные программы, в которых акцент делается на глобальных инженерных компетенциях, исследуют развитие и оценку глобальных компетенций в инженерной практике.[13][14]

Примеры программ по 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 перспективы, 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 инженерном образовании определяются как соблюдение Национальный исследовательский совет Шесть руководящих принципов Научное исследование.[17] Шесть руководящих принципов научного исследования:[18]

  1. Задайте важные вопросы, которые можно исследовать эмпирически.
  2. Свяжите исследования с соответствующей теорией.
  3. Используйте методы, позволяющие напрямую исследовать вопрос.
  4. Обеспечьте ясную, последовательную цепочку рассуждений.
  5. Воспроизводите и обобщайте исследования.
  6. 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 Соединенные Штаты, был больший толчок к разработке официальной политики обучения инженеров. В 1918 г. Отчет Манна отметил неизбежную нехватку квалифицированных инженеров, которые могли бы быстро войти в рабочую силу. 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 указывались 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. ABET аккредитация включала 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 остался позади и Гонка к вершине повлияли на набор и удержание будущих инженеров.

В апреле 2013 г. были выпущены научные стандарты нового поколения в качестве научных стандартов для естественнонаучного образования в школах K-12. Соединенные Штаты заменить Национальные стандарты научного образования. К ним относятся инженерные стандарты, встроенные в научные стандарты. Управляющий совет по национальной оценке разработал 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 P-12 или преподаватели университетов, не относящиеся к сфере образования. Такой разрыв передачи 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 от исследований к практике 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

  1. ^ Наземпур, Аршан (2015). «Оценка сверхдешевого сопла Вентури на курсах бакалавриата». Американское общество инженерного образования. Архивировано из оригинал на 2016-03-04.
  2. ^ Благородный, Д. Ф. (1979). Америка по замыслу: наука, технологии и рост корпоративного капитализма.
  3. ^ Рейнольдс, Терри С. (1992). «Образование инженеров в Америке до принятия закона Моррилла 1862 года», History of Education Quarterly, 32 (Winter): 459-82.
  4. ^ Общество содействия инженерному образованию. (1930). «Отчет исследования инженерного образования 1923-1929 гг.» Питтсбург, Пенсильвания.
  5. ^ Нация в опасности (1983)
  6. ^ Отчет Нила (1986)
  7. ^ Совет Национального исследовательского совета по инженерному образованию. 1995. Инженерное образование: разработка адаптивной системы. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы.
  8. ^ Бойер, Э. 1990. Пересмотр стипендии: Приоритеты профессора. Принстон, Нью-Джерси: Фонд Карнеги по развитию преподавательской деятельности Национальных академий прессы.
  9. ^ а б c d 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. Дои:10.1002 / j.2168-9830.2009.tb01004.x.
  10. ^ Разговоры. (2006). Программа исследований новой дисциплины инженерного образования. Журнал инженерного образования (Октябрь), 259-261.
  11. ^ а б М. Боррего и Дж. Бернхард (2011) "Появление исследований в области инженерного образования как международной области исследований". Журнал инженерного образования. 100 (1): 14–47.
  12. ^ Дауни и др., «Инженер, компетентный в глобальном масштабе: эффективная работа с людьми, которые по-разному определяют проблемы», Журнал инженерного образования, 2006.
  13. ^ https://engineering.purdue.edu/GEP
  14. ^ https://globalhub.org/resources/4427/download/GE3_April_2011_bkj_final.pdf
  15. ^ http://ec.europa.eu/education/external-relation-programmes/doc72_en.htm
  16. ^ https://globalhub.org/topics/EngineeringCultures
  17. ^ Боррего, М. (2007). «Концептуальные трудности, с которыми сталкиваются обученные инженеры при изучении методов исследования в области образования». Журнал инженерного образования. 96(2): 91.
  18. ^ 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.
  19. ^ а б Йезик, Б. К., Боррего, М., и Беддо, К. (2010) «Расширение глобального потенциала исследований в области инженерного образования (AGCEER): исследование, связанное с практикой, политикой и промышленностью». Журнал инженерного образования. 99 (2): 107-119.
  20. ^ Американское общество инженерного образования, 2009 г.