За аббревиатурой CDIO стоит четыре этапа этого метода проектной работы:

1. Conceiving — разработка концепции. Этот этап включает исследование потребностей заказчика, технологии и возможностей реализации системы.
2. Designing — проектирование. На основе первоначальной концепции на этом этапе проектируется система или изделие (с высоким уровнем детализации). Инженеры предлагают решения, оптимизируют параметры и дорабатывают архитектуру и компоненты конструкции.
3. Implementing — реализация. На этом этапе происходит воплощение проекта в жизнь. Речь может идти о создании программного обеспечения или изготовления функциональных прототипов. Затем проводится тестирование и валидация, чтобы убедиться, что решение реализовано так, как было задумано.
4. Operating — эксплуатация. После внедрения систему или продукт необходимо развернуть и поддерживать в реальных условиях. На этом этапе решаются вопросы поиска и устранения неисправностей, усовершенствования, вывода из эксплуатации и, возможно, снятия с производства.

Фреймворк CDIO был разработан в конце 1990-х годов на факультете аэронавтики и астронавтики Массачусетского технологического института (MIT Aero-Astro) в ответ на всё расширяющийся разрыв между навыками, необходимыми инженерам в работе, и теми, что они получали в университетских аудиториях. Выпускники технических университетов хорошо разбирались в теоретических концепциях, но им могло не хватать практических навыков и понимания всего цикла производства, а также опыта работы в команде, которые необходимы для разработки сложных инженерных систем.

Поэтому на факультете Aero-Astro разработали новый подход в проектном обучении, который включал бы в себя весь цикл производства и запуска системы в эксплуатацию, а также приглашал студентов к командной работе. Подход CDIO показал свою эффективность, и в 2000 г. MIT вместе с тремя шведскими университетами сформировал инициативу CDIO — международное сотрудничество по реформированию инженерного образования. Участники инициативы делятся своим опытом по применению подхода CDIO и созданию гибкой, открытой архитектуры, а также инструментами и ресурсами, которые могут быть полезны в инженерных дисциплинах.

К инициативе CDIO присоединились многие технические университеты и институты по всему миру. К ним относится Технический университет Дании (DTU), Сингапурский политехнический институт, Сиднейский университет (Австралия), Королевский технологический институт (Швеция), Ливерпульский университет (Великобритания), Пекинский технологический институт (Китай), Токийский технологический институт (Япония), Московский авиационный институт (Россия).

Особенности и отличия CDIO от других проектных подходов

Важный принцип CDIO — реальный контекст и стремление охватить весь жизненный цикл создания инженерной системы — от разработки концепции, проектирования и реализации до эксплуатации (и даже вывода из эксплуатации). Это позволяет студентам сформировать мышление, при котором уже на этапе проектирования учитываются практические особенности и ограничения существующих систем эксплуатации.

Как и другие проектные подходы, CDIO-based обучение способствует развитию софт-скиллов у студентов: для достижения результата важны не только хардовые знания, но и навыки выстраивания коммуникации и работы в команде, которые студенты вынуждены применять и тренировать на протяжении всего процесса.

Внимательный читатель, конечно, заметит, что у фреймворка CDIO есть много общего с другими проектно-ориентированными подходами в образовании. Отличие CDIO от, например, проектного обучения в том, что он проходит весь жизненный цикл разработки продукта или системы, а не только непосредственно создание артефактов как таковых.

Необходимость пройти весь цикл от проектирования до введения в эксплуатацию делает CDIO достаточно длительным и дорогим подходом: работа над проектом может длиться несколько семестров, а стоимость расходных материалов может доходить до 30 000 $.

Как CDIO применяется в MIT

Факультет аэронавтики и астронавтики Массачусетского технологического института — флагман использования CDIO в инженерном образовании, и многие команды опираются на их опыт использования и осмысления этого подхода. Команда факультета в своем журнале отмечает три важных компонента CDIO-based обучения: контекст; «что» — образовательные цели и результаты, и «как» — комплексный подход к совершенствованию преподавания и обучения.

Контекст — тот самый жизненный цикл разработки изделия или системы, о котором мы уже упоминали. Это рассматривается как контекст инженерного образования, поскольку он является образовательной средой, в которой преподаются, отрабатываются и усваиваются технические знания и другие навыки.

Важно отметить, это именно контекст, а не содержание образовательного процесса. Не каждый инженер должен специализироваться именно на проектировании продукта, но каждый должен понимать, в каком отношении к проектированию и внедрению находятся их знания и экспертность.

Второй компонент — образовательные результаты, которые должны быть прозрачны для студентов и команды университета на всех уровнях. Знания, навыки и компетенции отражаются в программе CDIO Syllabus и в материалах сайта инициативы CDIO. Образовательные результаты разделяются на три уровня — личностный, межличностный и системный. Личностные результаты обучения отражают развитие творческого и критического мышления, способности рассуждать и находить решения. Межличностные результаты обучения направлены на индивидуальное и групповое взаимодействие (работу в команде, лидерство и коммуникацию). Системные навыки направлены на проектирование, внедрение и эксплуатацию систем в контексте предприятия, бизнеса и общества.

Третья идея заключается в том, что разработка образовательного процесса должна основываться на передовом опыте и применении научных достижений в обучении. Учебный план организован на основе взаимодополняющих дисциплинарных курсов, теоретического, практического и экспериментального обучения.

Все эти элементы включены в стандарты CDIO и другие документы, доступные на сайте CDIO.org всем участникам инициативы.

Кейсы применения CDIO

Благодарим за помощь в подготовке текста Олю Зотову.