Wiele dyskutuje się o problemach szkolnictwa wyższego, bezrobociu wśród absolwentów uczelni, niedopasowaniu kierunków kształcenia do potrzeb rynku, rankingach uczelni etc. Również w ogłoszonej Strategii rozwoju Politechniki Warszawskiej do roku 2020 wśród analizy mocnych i słabych stron kształcenia wymienia się na wstępie: słabe przygotowanie większości nauczycieli akademickich w zakresie innowacyjnych metod kształcenia i nauczania w języku angielskim; brak doświadczeń związanych z przemysłem; niewielki odsetek studentów zaangażowanych w prace badawcze.

Zastanawiając się, jak zniwelować te słabości, powinniśmy poszukiwać nowych form kształcenia inżynierów, gdyż wszyscy odczuwamy, że w zmieniającym się świecie tradycyjne kształcenie „nie nadąża” za szybkim rozwojem. Trudno jednak przesądzić, co i w jakich proporcjach należy zmieniać. Na pewno nie jesteśmy w stanie przekazać studentom całej historii i rozwoju metod w obrębie dyscypliny, w której sami się kształciliśmy. Mimo że – jak stwierdza prof. Andrzej Targowski w ciekawym artykule Różnice w kształceniu inżynierów w Polsce i w USA („Przegląd Techniczny” 23-24/2012): „nie ma jednej optymalnej formy kształcenia, która byłaby zalecana w każdym kraju, gdyż zależy ona od modelu i sytuacji gospodarczej oraz kultury społecznej, a także od czasu, w którym zachodzi” – warto poznać zasady kształcenia innowacyjnego inżynierów w innych krajach i przyjrzeć się im.

A któż będzie nauczał nauczycieli?

Współczesne społeczeństwo generuje ciągle nowe problemy i wyzwania. Tradycyjne podejście (duża liczba wykładów, praktyka zawodowa, seminaria profesjonalne, publikacje etc.) jest procesem zbyt powolnym. Odpowiedź lub nawet sam problem mogą być już nieaktualne, gdy znajdziemy rozwiązanie. Dzisiaj inżynier, zarówno konstruktor, jak i badacz czy projektant, pracuje zazwyczaj w zespole, gdyż czasy „samotników” – działających w oderwaniu od świata zewnętrznego i wiedzy o tym, co w tym zakresie robią inni – raczej bezpowrotnie minęły. Ponadto musimy się pogodzić z tym, że odpowiedzi i rozwiązania aktualnych problemów nie będą znajdowane w obrębie jednej dyscypliny. Zarówno zakres prac, jak i konieczność udziału specjalistów z różnych dyscyplin (np. elektrycy, informatycy, mechanicy) zmusza do pracy zespołowej. Dlatego parafrazując pytanie Platona: „A któż będzie pilnował wartowników?”, można zapytać: „A któż będzie nauczał nauczycieli?”. Jak zagwarantować, aby nauczyciele akademiccy byli w stanie przekazywać studentom wiedzę na aktualnym poziomie? System kształcenia problemowego (ang. Problem Based Learning – PBL), bazujący na zajęciach projektowych, stanowi próbę odpowiedzi na to ciągle aktualne pytanie. Jeśli chcemy kształcić absolwentów mających kwalifikacje i doświadczenie w rozwiązywaniu zagadnień, które czekają na nich po opuszczeniu murów uczelni, jest niezwykle ważne, aby politechniki posiadały aktywnych naukowców, a programy studiów dużą wewnętrzną adaptacyjność i innowacyjność.

Celem kształcenia tradycyjnego jest osiągnięcie określonej wiedzy z danej dyscypliny oraz poznanie standardowych rozwiązań znanych problemów, więc wszyscy studenci danego kierunku studiują wg identycznego programu. System sprawdzał się w przeszłości, w społeczeństwie, w którym zadania i funkcje inżyniera były ugruntowane i dość dobrze sprecyzowane, a wiedza zdobyta na studiach nie ulegała tak gwałtownej dezaktualizacji.

Współczesne kształcenie PBL stawia studenta w centrum całego procesu uczenia i koncentruje się na pracy nad nierozwiązanymi, aktualnymi problemami społeczeństwa i otoczenia. Przez głęboką analizę problemów studenci uczą się i stosują wiedzę teoretyczną, która jest niezbędna do rozwiązania problemu, tzn. problem definiuje przedmiot studiów, a nie odwrotnie!

Chińskie przysłowie, które brzmi: „Powiesz mi, wkrótce zapomnę, pokażesz mi, może zapamiętam, pozwolisz dotknąć, a zrozumiem, ustąpisz mi miejsca, to zadziałam”, jest mottem do organizacji kształcenia PBL na bazie grupowej pracy projektowej. Takie kształcenie jest ze swej natury interdyscyplinarne.

Do uniwersytetów, które kształcą na bazie PBL, należą: Aalborg University (AAU), Dania; Maastricht University, Holandia; McMaster University, Canada; Linkoeping University, Szwecja; Olin College, Needham, MA, USA; Roskilde University Centre, Dania i inne. Jednak najbardziej znany jest „Aalborg Model PBL”.

Model PBL na Uniwersytecie w Aalborg

Uniwersytet w Aalborg, drugi co do wielkości w Danii po TU Lyngby, już od swego powstania w 1974 roku rozwija system kształcenia PBL, oparty na zajęciach projektowych (ang. project organized study ).

W programach realizowanych w Aalborgu na studiach I stopnia (inżynierskich) projekty mają charakter ćwiczeniowo-obliczeniowy na bazie znanej wiedzy z kilku dyscyplin (know how). Natomiast na studiach II stopnia (magisterskich) projekty mają charakter problemowy, który polega na rozwiązywaniu zagadnień przez użycie odpowiedniej wiedzy niezależnie od wybranej specjalizacji (know why).

Aby prace projektowe stanowiły element kształcenia kierunkowego, programy muszą być zorganizowane jako moduły tematyczne trwające zazwyczaj jeden semestr. Każdy moduł zawiera 6 wykładów (po pół dnia), przy czym prowadzone są dwa rodzaje wykładów: ogólne, dające wiedzę podstawową, oraz zorientowane na projekt, dające podstawy teoretyczne związane z tematyką projektu. Także dodatkowo oferowane są short courses, prowadzone przez zapraszanych profesorów wizytujących lub specjalistów z firm.

W kształceniu opartym na pracy projektowej nauczyciel akademicki powinien umieć doradzić, jakich teorii i metod analizy mają używać studenci. Powinien sam być dobrym badaczem i umieć motywować zespół. Ponadto musi czuwać nad terminową realizacją projektu. Można powiedzieć, że tradycyjna rola nauczyciela ulega zmianie z „lorda katedry” na „trenera z boku”. Często prace projektowe wykonywane przez grupę studentów motywują również nauczycieli do podejmowania badań naukowych. Wiele spośród tematów projektów studenckich może i powinno bazować na aktualnych problemach badawczych nauczycieli akademickich. To oddziaływanie między kształceniem i badaniami nadaje konieczny element dynamiki wymagany w edukacji innowacyjnej.

Profesor Frede Blaabjerg, w latach 2004-2010, dziekan Wydziału Inżynierii i Nauk Ścisłych Uniwersytetu w Aalborg, Dania, pytany o system PBL wyjaśnia:

„Wśród wielu zalet modelu PBL realizowanego w Aalborg jest to, że studenci uzyskują umiejętność rozwiązywania aktualnych problemów i zagadnień, uczą się planować i dzielić pracę podczas semestru, gdyż muszą wykonać cały projekt w ciągu 15 tygodni – od analizy problemu, pomysłu rozwiązania, poprzez analizę teoretyczną, eksperymenty do napisania raportu końcowego. Również ich umiejętności komunikacyjne, zarówno pisemne, jak też ustne, są doskonałe. W Aalborg mówimy, że my ‘uczymy studentów jak się uczyć’ – co jest niezwykle istotne, gdyż współcześnie wiedza, szczególnie w zakresie inżynierii, dezaktualizuje się po 2-4 latach. Pracodawcy są bardzo zadowoleni z naszych absolwentów, ponieważ mogą oni zacząć pracować efektywnie (zarabiać pieniądze dla zakładu) praktycznie od pierwszego dnia zatrudnienia. Jednakże wadą w stosunku do klasycznych programów kształcenia jest to, że studenci zaliczają mniej przedmiotów, co jest widoczne w dokumentach egzaminacyjnych: zazwyczaj podczas jednego semestru mają 3 przedmioty po 5 ECTS. Bardzo ważnym elementem procesu kształcenia PBL jest ocena końcowa projektu, która przeważnie trwa 2-4 godzin. Najpierw każdy student referuje swoją część projektu, po czym komisja oceniająca (w jej skład wchodzą: opiekun projektu, nauczyciel z innej jednostki wydziału, zaproszony nauczyciel z innej politechniki i/lub specjalista z przemysłu) komentuje organizację i sposób prezentacji. Następnie egzaminatorzy zadają pytania merytoryczne odnośnie do tematyki projektu, a studenci wyjaśniają (bronią). W fazie końcowej studenci odpowiadają indywidualnie na pytania komisji w celu określenia ich wiedzy i zróżnicowania ocen”.

Na pytanie, dlaczego system kształcenia PBL prowadzony na Uniwersytecie w Aalborg od 1974 roku nie rozpowszechnił się tak, jak można było oczekiwać, profesor Blaabjerg odpowiada:

„Realizacja pełnego modelu PBL na bazie projektów semestralnych w istniejących już uczelniach jest trudna, gdyż potrzebna jest baza lokalowa i laboratoryjna do pracy zespołowej każdej grupy projektowej (Uniwersytet w Aalborg dysponuje ponad 1200 takimi pomieszczeniami przy liczbie około 14 tys. studentów). Jednakże obserwuje się coraz więcej programów (curricula) opartych na PBL. W Danii wszystkie szkoły inżynierskie, prezentując swoją ofertę, podkreślają ideę studiowania poprzez prace w zespołach. Również coraz więcej uniwersytetów zagranicznych stosuje semestralnie PBL. Jednak pełna kopia modelu z Aalborg jest rzeczywiście rzadko spotykana”.

Specjaliści są zgodni, że PBL oferuje ciekawsze, aktywne studia, wyrabiające tak ważne umiejętności absolwentów, jak: metodyka rozwiązywania nowych problemów, efektywne łączenie teorii z praktyką, praca w zespole, odpowiedzialność i terminowość, prezentowanie niezależnych opinii, ocena swoich własnych możliwości, komunikatywność zarówno pisemna jak i werbalna, ugruntowana podczas dyskusji w grupach projektowych wiedza, wewnętrzna adaptacyjność i innowacyjność programu studiów, interdyscyplinarność, efektywne łączenie badań z edukacją – w wielu projektach studiów magisterskich część raportu grupy jest prezentowana jako publikacja, spełniająca wysokie standardy czasopism międzynarodowych.

Ponadto w opinii audytorów zewnętrznych absolwenci kształcenia PBL z Aalborg są zdecydowanie lepiej przygotowani do: kierowania, kooperacji, pracy projektowej, rozwiązywania problemów, komunikacji społecznej oraz ogólnej wiedzy technicznej. Natomiast są słabsi aniżeli absolwenci tradycyjnego kształcenia (np. TU Lyngby) w zakresie dziedzin podstawowych i specjalistycznych. Powodem jest to, że często w ramach wykonywanych projektów studenci poświęcają dużo czasu na rozwiązanie konkretnych problemów kosztem czasu na wykształcenie ogólne i specjalistyczne.

Model PBL w warunkach polskich

W Polsce pewne próby kształcenia PBL na bazie projektów jak dotychczas wprowadzono np. w Katedrze Mechatroniki na Wydziale Elektrycznym Politechniki Śląskiej (prof. Krzysztof Kluszczyński), ale nie jest to realizacja całego curriculum w systemie PBL. Ogólnie przeszkodą jest ograniczona baza lokalowa naszych uczelni, uniemożliwiająca organizację projektów dla wszystkich studentów, a także sposób obliczania obciążeń (pensum) pracowników dydaktycznych.

Analizując opinie niezależnych audytorów i własne doświadczenia autora można dojść do wniosku, że w systemie aktualnie obowiązujących studiów dwustopniowych – przy malejącej z powodów demograficznych liczbie kandydatów – kształcenie PBL oparte na zajęciach projektowych powinno stać się standardem na studiach II stopnia. Łatwość zmian programów i współpracy z przemysłem zdynamizowałoby badania naukowe, a projekty w naturalny sposób połączyłyby badania z procesem edukacji. Ułatwiłyby także pożądane zróżnicowanie profilowe, powściągając ambicje uczelni do przekształcania we wszechogarniające wszechnice.