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 Северо-
Восточного 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 психолого-
педагогическими 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 про-
стимулировала появление транснационального образования через его вир-
туализацию. 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 общественно-
социальный 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-

1.1. Тренды развития образования 
 

11  

блем общества. Социальная сфера переживает быстрое внедрение инноваций 
на фоне увеличивающегося динамизма общественных процессов. Изменения 
в духовной сфере постиндустриального общества касается усиления 
диалогичности в осознании обществом разных идей и учений, актуализи-
руется потребность в творческой деятельности. 
 
Таблица 1 

Сравнение характеристик цивилизационного развития 

Признак 
Общество 

аграрное 
индустриальное 
постиндустриальное 

Способ  
хозяйствования 
Натуральное  
хозяйство 
Товарное производство
Развитие сферы услуг 

Ключевая сфера 
экономики 
Аграрное  
производство 
Промышленное производство 

Производство  
информации 

Ведущий способ 
труда 
Ручной труд 
Механизация и автоматизация 
производства 
и управления 

Компьютеризация 

Ключевые  
институты 
Церковь и армия 
Корпорации 
Университеты 

Ведущие социальные 
слои 
Священники  
и феодалы 
Бизнесмены 
Ученые и менеджеры 
(консультанты) 

Ведущее политическое 
управление 
Иерархия,  
сословия 
Демократия 
Гражданское общество 

Ведущий фактор 
управления 
Физическая власть 
Деньги 
Знания 

 
Технико-технологическое развитие в эпоху информационного общества 
предъявляет новые требования к человеку на рынке труда, изменяет характер 
труда и формирует новые личностные качества, такие как способности: 
● предлагать решения различных проблем в многообразии жизненных 
задач, включая политическую, экономическую, межкультурные сферы; 
● ориентироваться в мире общечеловеческих ценностей в условиях 
многоконфессионального мира; 
● исполнять востребованные ролевые социальные функции гражданина, 
избирателя, члена семьи, родителя и т. п.; 
● находить и анализировать информацию, принимать обоснованные 
решения и нести ответственность за их реализацию, участвовать в командной 
работе и организации этой деятельности; 
● получать непрерывное образование в условиях расширяющихся 
и углубляющихся изменений; 
● определять личностно значимый смысл деятельности; 
● адаптироваться к условиям неопределенности, множественности 
вариантов и изменчивости. 

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

12 

Технический процесс, выступающий глобальным трендом современного 
этапа развития цивилизации, изменяет социальную значимость 
образования и его предназначение как формирование нового класса, 
«класса интеллектуалов» [153]. Новая цивилизационная эпоха требует новой 
парадигмы образования. Под постиндустриальным обществом, существующем 
в настоящее время, понимают «общество, в экономике которого 
приоритет перешел от преимущественного производства товаров к производству 
услуг, проведению исследований, организации системы образования 
и повышению качества жизни, в котором класс технических специалистов 
стал основной профессиональной группой» [49]. 
Известно, что глобализация в настоящее время определяет основные 
направления развития профессионального образования в мире, в частности 
в нашей стране. Остановимся на этом процессе подробнее. Глобализация – 
это: 
● характерная черта и ведущая тенденция этапа универсализации               
постиндустриально-информационного общества, вовлекающая человека 
в новый цивилизационный этап его развития; 
● нелинейный, прерывистый, пульсирующий, необратимый в принципе 
в целом и обратимый в отдельных своих проявлениях диалектический 
процесс возрастания мироцелостности на этапе транснационализации 
жизни всего человечества; 
● коммуникационное «сжатие» планеты, информационная взаимопро-
никаемость и взаимозависимость, интернетизация многих сторон жизни современного 
мира как следствие бурного научно-технического прогресса [134]. 
Глобализация проявляется: 
● в единой мировой экономике; 
● утверждении во всем мире ценностей демократии, прав и свобод 
человека; 
● мировом информационном пространстве; 
● принятии языка или языков для международного общения; 
● унификации культуры (единообразие); 
● объединении усилий государства в борьбе с преступностью, терроризмом, 
наркоманией; 
● развитии совместных научных программ, в том числе и в исследованиях 
космоса; 
● размывании национальной составляющей в различных сферах 
жизнедеятельности человека; 
● сложном характере различных явлений общественной жизни 
в сферах экономики, социальной, политике, культуре и др.); 
● вступлении в конфликт со стремлением к национальной идентичности 
и сохранению самобытности.