EDUKACJA MECHATRONICZNA

Transkrypt

1 EDUKACJA MECHATRONICZNA W KONTEKŚCIE NOWYCH PODSTAW PROGRAMOWYCH I OSIĄGANYCH EFEKTÓW UCZENIA SIĘ MATERIAŁY Z KONFERENCJI, KTÓRA ODBYŁA SIĘ W ŁODZI W POROZUMIENIU Z ŁÓDZKIM CENTRUM DOSKONALENIA NAUCZYCIELI I KSZTAŁCENIA PRAKTYCZNEGO W DNIACH 3 4 MARCA 2011 R. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.

2 Menadżer projektu: mgr Agnieszka Pfeiffer Koordynator merytoryczny projektu: mgr inż. Maria Suliga Publikacja powstała w ramach projektu Doskonalenie podstaw programowych kluczem do modernizacji kształcenia zawodowego realizowanego przez Krajowy Ośrodek Wspierania Edukacji Zawodowej i Ustawicznej, współfinansowanego przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego. Publikacja adresowana jest do przedstawicieli środowiska pracy, dyrektorów placówek oświatowych, nauczycieli zainteresowanych kompleksowym spojrzeniem na zmiany zachodzące w kształceniu zawodowym i na przykłady dobrej praktyki współpracy placówki oświatowej ze środowiskiem pracy, podejmowania działań w postaci monitorowania rynku pracy, doradztwa zawodowego, pozyskiwania funduszy na wyposażenie placówki oraz przygotowywanie materiałów wspomagających kształcenie w systemie kształcenia stacjonarnego, jak i na odległość w zawodach przyszłości, jakimi są monter mechatronik i technik mechatronik. Przygotowanie do druku: Warszawa,

3 Spis treści WSTĘP O PROJEKCIE SYSTEMOWYM DOSKONALENIE PODSTAW PROGRAMOWYCH KLUCZEM DO MODERNIZACJI KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO AGNIESZKA PFEIFFER, MARIA SULIGA, KOWEZIU.9 NURT KONSTRUKTYWISTYCZNY W EDUKACJI JANUSZ MOOS, ŁCDNIKP...25 MECHATRONIZACJA RYNKU PRACY ZAPOTRZEBOWANIE NA KWALIFIKACJE MECHATRONICZNE W KONTEKŚCIE PROCESÓW ROZWOJOWYCH W WOJEWÓDZTWIE ŁÓDZKIM I W POLSCE LESZEK KURAS, ŁCDNIKP DORADZTWO ZAWODOWE DLA EDUKACJI MECHATRONICZNEJ MAŁGORZATA SIENNA, ŁCDNIKP...77 DZIAŁALNOŚĆ REGIONALNEGO OŚRODKA EDUKACJI MECHATRONICZNEJ W KONTEKŚCIE PRZEMIAN W EDUKACJI JANUSZ MOOS, ŁCDNIKP PROJEKT DOPOSAŻENIE PRACOWNI MECHATRONICZNEJ W ŁÓDZKIM CENTRUM DOSKONALENIA NAUCZYCIELI I KSZTAŁCENIA PRAKTYCZNEGO ELŻBIETA GONCIARZ ŁCDNIKP 107 EDUKACJA MECHATRONICZNA W REGIONALNYM OŚRODKU EDUKACJI MECHATRONICZNEJ BARBARA KAPRUZIAK, MAREK SZYMAŃSKI ŁCDNIKP 118 EWOLUCJA TECHNOLOGICZNA W PRACOWNIACH MECHATRONICZNYCH W ŁÓDZKIM CENTRUM DOSKONALENIA NAUCZYCIELI I KSZTAŁCENIA PRAKTYCZNEGO WŁODZIMIERZ JANKOWSKI ŁCDNIKP 136 EDUKACJA MECHATRONICZNA W WYMIARZE INTERDYSCYPLINARNYM WITOLD MORAWSKI FESTO DIDACTIC..141 CENTRUM ROBOTYKI MITSUBISHI ELECTRIC W ŁODZI ŁUKASZ SENDECKI MITSUBISHI ELECTRIC EUROPE B.V. ODDZIAŁ W POLSCE 152 WYKORZYSTANIE SYSTEMU MTS W EDUKACJI MECHATRONICZNEJ ROBERT DUBAS MTS OBRABIARKI STEROWANE NUMERYCZNIE - WCZORAJ I DZIŚ W ŁÓDZKIM CENTRUM DOSKONALENIA NAUCZYCIELI I KSZTAŁCENIA PRAKTYCZNEGO PAWEŁ KRAWCZAK ŁCDNIKP PRACOWNIA MECHATRONIKI POJAZDOWEJ W ŁÓDZKIM CENTRUM DOSKONALENIA NAUCZYCIELI I KSZTAŁCENIA PRAKTYCZNEGO ANDRZEJ ŁAZIŃSKI ŁCDNIKP PRACOWNIA PRZETWÓRSTWA TWORZYW SZTUCZNYCH W ŁÓDZKIM CENTRUM DOSKONALENIA NAUCZYCIELI I KSZTAŁCENIA PRAKTYCZNEGO PAWEŁ KRAWCZAK ŁCDNIKP..179 MATERIAŁY WSPOMAGAJĄCE OSIĄGANIE KWALIFIKACJI ZAWODOWYCH W REGIONALNYM OŚRODKU EDUKACJI MECHATRONICZNEJ MAREK SZYMAŃSKI ŁCDNIKP WYKORZYSTANIE TECHNOLOGII E-LEARNINGOWYCH W EDUKACJI MECHATRONICZNEJ W REGIONALNYM OŚRODKU EDUKACJI MECHATRONICZNEJ MAREK SZYMAŃSKI ŁCDNIKP KSZTAŁTOWANIE UMIEJĘTNOŚCI W ZAKRESIE PODSTAW ROBOTYKI W RAMACH AKADEMII MŁODYCH TWÓRCÓW W ŁÓDZKIM CENTRUM DOSKONALENIA NAUCZYCIELI I KSZTAŁCENIA PRAKTYCZNEGO SŁAWOMIR SZARUGA ŁCDNIKP

4 4

5 WSTĘP Jednym z założeń reformy programowej kształcenia zawodowego, która ma wejść do szkół we wrześniu 2012 r., jest przygotowanie absolwentów szkół zawodowych do funkcjonowania w świecie gospodarki opartej na wiedzy, znalezienia swojego miejsca na rynku pracy, nie tylko w miejscowości w której się uczą i mieszkają, ale również za granicami kraju, ciągłego doskonalenia swoich umiejętności i podwyższania kwalifikacji, czyli uczenia się przez całe życie. Podobne oczekiwania sformułowane zostały w odniesieniu do projektu systemowego Doskonalenie podstaw programowych kluczem do modernizacji kształcenia zawodowego, którego jestem koordynatorem. Projekt, który jest dedykowany dla szkół, ma swoje powiązania bezpośrednie lub pośrednie z systemami zalecanymi przez Radę Europy i Parlament m.in. krajowymi ramami kwalifikacji, systemem potwierdzania kwalifikacji, systemem transferu osiągnięć. O projekcie systemowym Doskonalenie podstaw programowych kluczem do modernizacji kształcenia zawodowego, wraz z przykładami wypracowanych opisów kwalifikacji w zawodach monter mechatronik i technik mechatronik, jak i fragmentów struktury podstawy programowej kształcenia w zawodzie dla zawodu monter mechatronik, zgodnie z wypracowaną metodologią, można przeczytać w artykule Agnieszki Pfeiffer i Marii Suligi pod tym samym tytułem. Więcej rezultatów projektu można znaleźć na stronie internetowej w zakładce Projekty EFS, wybierając nazwę prezentowanego projektu. Można przyjąć, że podczas prac nad metodologią tworzenia nowych podstaw programowych kształcenia w zawodzie uwzględniono założenia konstruktywizmu: ludzie uczą się w interakcji z otoczeniem, aktywnie konstruują własną wiedzę, wykorzystując wiedzę już posiadaną. Nie rejestrują informacji, ale budują struktury wiedzy z dostępnych informacji. Konstruktywistyczna perspektywa ujmowania nauczania i uczenia się akcentuje aktywność uczącego się, w wyniku której podmiot buduje swą rzeczywistość. Uczący się aktywnie konstruują własną wiedzę, a nie przyswajają jej jako przekazanej przez nauczycieli, gdyż ludzie nie są rejestratorami informacji, ale budowniczymi struktur własnej wiedzy 1. John Dewey, Jean Piaget, Leonid S. Wygotski to naukowcy, którzy przyczynili się do powstania założeń konstruktywizmu, a rozwinął ich poglądy Jerome S. Bruner. Teorie te zebrała i przedstawiła Małgorzata Sławińska w artykule Konstruktywizm w edukacji. Autorka podkreśla, że organizowanie edukacji w duchu konstruktywizmu daje nadzieję na kształtowanie człowieka wielowymiarowego, twórczego, samodzielnego w myśleniu. W myśl poglądów Brunera jednostka sama ma sprawować kontrolę nad własną aktywnością poznawczą, lecz jednocześnie swoje zadania ma realizować w grupie rówieśniczej, we wspólnocie osób uczących się. Zachowuje w ten sposób zarówno własną indywidualność, jak i tożsamość kulturową 2. 1 Dylak S.: Konstruktywizm jako obiecująca perspektywa kształcenia nauczycieli 2 Sławińska M.: Konstruktywizm w edukacji 5

6 Tematykę konstruktywizmu przybliża i rozwija w swoim artykule Janusz Moos Nurt konstruktywistyczny w edukacji. Autor przedstawia zarówno teoretyczne rozważania, jak i propozycje wdrażania do praktyki szkolnej idei konstruktywizmu, ze szczególnym uwzględnieniem edukacji mechatronicznej. Jednym z zadań zrealizowanych w projekcie Doskonalenie podstaw programowych kluczem do modernizacji kształcenia zawodowego było badanie kwalifikacji i kompetencji oczekiwanych przez pracodawców od absolwentów kształcenia zawodowego. Zadanie zrealizowano poprzez przeprowadzenie przeglądu polskich i zagranicznych projektów badawczych poświęconych temu zagadnieniu. Zespół badaczy, którzy przeprowadzili kwerendę, zwrócił uwagę m.in. na barierę informacyjną występującą na rynku pracy: kandydat poszukujący pracy nie dysponuje kompletnymi informacjami o pracy, a firma szukająca pracownika, nie posiada pełnych informacji o kandydatach. Kolejne dwa artykuły przedstawiają sposób usunięcia tych barier, z jednej strony przez ciągłe monitorowanie procesów zachodzących w obszarze edukacji i na rynku pracy na przykadzie mechatroniki w artykule Leszka Kurasa Mechatronizacja rynku pracy zapotrzebowanie na kwalifikacje mechatroniczne w kontekście procesów rozwojowych w województwie łódzkim i w Polsce, z drugiej przez zapewnienie dostępu do przejrzystej i aktualnej informacji o kształceniu zawodowym, a w szczególności uzyskiwania kwalifikacji zawodowych w zawodach monter mechatronik i technik mechatronik w artykule Małgorzaty Siennej Doradztwo zawodowe dla edukacji mechatronicznej. Janusz Moos w artykule Działalność Regionalnego Ośrodka Edukacji Mechatronicznej w kontekście przemian w edukacji przedstawia rozwiązania organizacyjne wynikające z założeń reformy edukacji, nawiązujące do tworzenia Regionalnych Ośrodków Branżowych na przykładzie edukacji mechatronicznej. W artykule autor odnosi się do dokumentów Unii Europejskiej, przytacza definicje za kolejnymi tworzonymi w kraju dokumentami związanymi z wypracowaniem modelu PRK (Polskich Ram Kwalifikacji). Należy zauważyć, że prace nad modelem trwają, nie został przyjęty słownik i zapisane definicje mogą się zmienić. W artykule autor również odnosi się do koncepcji kształcenia modułowego, a w szczególności omawia pojęcia z tym związane i zależności między nimi występujące, szczegółowo zajmuje się strukturą funkcjonujących na rynku edukacyjnym programów modułowych. Autor w swoim artykule odnosi się do standardów kwalifikacji zawodowych (tworzone były w ramach projektu Ministerstwa Pracy i Polityki Społecznej w latach ) i podziału kwalifikacji na: ponadzawodowe, ogólnozawodowe, podstawowe dla zawodu i specjalistyczne. Podział ten był stosowany w standardach kwalifikacji zawodowych. Jak autor słusznie zauważa standardy ZMIENIAJĄ się w wyniku przemian w technologiach i technikach pracy oraz generują ZMIANY ze względu na swoją strukturę, wymuszającą przyporządkowanie umiejętności, przyswajanych wiadomości niezbędnych dla procesu kształtowania umiejętności. Dyskutując o kwalifikacjach musimy pamiętać o nadrzędnym dokumencie, który będzie drogowskazem dla wszystkich etapów kształcenia to jest o Polskich Ramach Kwalifikacji. Nowe podstawy programowe kształcenia w zawodzie, lepiej dopasowane do potrzeb rynku pracy, wymagają bardziej niż dotychczas współpracy z pracodawcą oraz odpowiedniego wyposażenia placówek oraz. Wyposażenie technodydaktyczne 6

7 może być pozyskiwane w wyniku udziału w projektach. Taka ścieżka pozyskiwania wyposażenia jest opisana proceduralnie w artykule Elżbiety Gonciarz Projekt Doposażenie pracowni mechatronicznej w Łódzkim Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego. Dla mniej zorientowanych w procedurach pozyskiwania funduszy, autorka przedstawia kolejne kroki w dojściu do celu, jakim jest doposażenie pracowni mechatronicznej. Dopełnieniem informacji zawartych w poprzednim artykule, jest artykuł Barbary Kapruziak i Marka Szymańskiego Edukacja mechatroniczna w Regionalnym Ośrodku Edukacji Mechatronicznej przedstawiający szczegółowo strukturę Regionalnego Ośrodka Edukacji Mechatronicznej podzielonego na pracownie wraz z opisem wyposażenia i wykazem umiejętności, które można kształtować w wymienionych pracowniach oraz wykonywanych zadań zawodowych. Dodatkowo przedstawiona jest w artykule propozycja kursów podstawowych i specjalistycznych, które można przeprowadzać zarówno dla uczniów, jak i dla podnoszących swe kwalifikacje pracowników. Włodzimierz Jankowski w artykule Ewolucja technologiczna w pracowniach mechatronicznych w Łódzkim Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego pokazał drogę dojścia do stanu aktualnego wyposażenia, podkreśla współpracę z firmami, które organizują i wyposażają swoje pracownie. O współpracy placówki oświatowej z firmami FESTO Didactic, Mitsubishi Electric i MTS można przeczytać w kolejnych trzech artykułach: Witolda Morawskiego z FESTO Didactic Edukacja mechatroniczna w wymiarze interdyscyplinarnym, Łukasza Sendeckiego z Mitsubishi Electric Europe B.V. Oddział w Polsce Centrum Robotyki Mitsubishi Electric w Łodzi oraz Roberta Dubasa z firmy MTS Wykorzystanie systemu MTS w edukacji mechatronicznej. Jeden z autorów podkreśla, że mechatronikiem może być inżynier i technik w zakładzie przemysłowym, ale również operator maszyn i urządzeń, co jest zgodne z założeniami przyjętymi podczas tworzenia opisów kwalifikacji, a w konsekwencji nowych podstaw programowych kształcenia w zawodzie. Inny autor podkreśla znaczenie współpracy placówki oświatowej i firmy, z korzyścią dla obu instytucji. Autorzy kolejnych artykułów w sposób szczegółowy opisują wyposażenie wybranych pracowni: Obrabiarki sterowane numerycznie - wczoraj i dziś w Łódzkim Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego Paweł Krawczak; Pracownia Mechatroniki Pojazdowej w Łódzkim Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego Andrzej Łaziński; Pracownia Przetwórstwa Tworzyw Sztucznych w Łódzkim Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego Paweł Krawczak; Opis ten szczególnie będzie przydatny, kiedy wrócimy do swoich placówek i będziemy chcieli podzielić się informacją o konferencji, natomiast podczas prezentacji stanowisk umożliwi zadawanie pytań szczegółowych dotyczących zastosowanych rozwiązań. 7

8 Mechatronika obejmuje swoim zakresem różne obszary zawodowe. Rodzi się pytanie, czy w niedalekiej przyszłości będzie zapotrzebowanie na czystych elektryków, elektroników, mechaników, elektromechaników itd. na wszystkich poziomach kształcenia? Zmieniające się treści oraz wyposażenie wymuszają opracowanie przez nauczycieli materiałów wspomagających kształcenie, jak i testów sprawdzających wiedzę i umiejętności w tym zakresie. Prezentowane w niniejszym opracowaniu materiały wspomagające w postaci pakietów edukacyjnych należy traktować wyłącznie jako przykłady dobrej praktyki, a nie jako wzorce! Artykuł Marka Szymańskiego Materiały wspomagające osiąganie kwalifikacji zawodowych w Regionalnym Ośrodku Edukacji Mechatronicznej zawiera nazwy 10 pakietów edukacyjnych oraz opis zawartości. Cenną inicjatywą jest opracowanie materiałów dydaktycznych do prowadzenia kursów on-line i off-line. To działanie wpisuje się w strategię uczenia się przez całe życie, o tym trudnym wyzwaniu pisze Marek Szymański w artykule Wykorzystanie technologii e-learningowych w edukacji mechatronicznej w Regionalnym Ośrodku Edukacji Mechatronicznej. Sławomir Szaruga w artykule Kształtowanie umiejętności w zakresie podstaw robotyki w ramach Akademii Młodych Twórców w Łódzkim Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego opisuje jak pracuje z młodzieżą uzdolnioną informatycznie. Pod rozwagę autora poddaję pracę z uczniem słabym. Nie jest trudno aktywizować uczniów zainteresowanych tematem, co zrobić, żeby zainteresować niezainteresowanych. Może w niektórych drzemią ukryte pokłady, które trzeba obudzić? Publikacja niniejsza celowo na przykładzie jednej instytucji pokazuje kompleksowo, w jakich obszarach można działać, jakie działania podejmować, żeby szkoła zawodowa była szkołą pozytywnego wyboru. Łódzkie Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego systemowo podchodzi do założeń reformy kształcenia zawodowego, przez co wpisuje się w nią i może stanowić przykład dobrej praktyki dla innych instytucji edukacyjnych. Zapraszam do lektury i uczenia się Maria Suliga koordynator merytoryczny projektu Doskonalenie podstaw programowych kluczem do modernizacji kształcenia zawodowego 8

9 AGNIESZKA PFEIFFER MARIA SULIGA O PROJEKCIE SYSTEMOWYM DOSKONALENIE PODSTAW PROGRAMOWYCH KLUCZEM DO MODERNIZACJI KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO Co my wiemy, to tylko kropelka. Czego nie wiemy, to cały ocean. Isaac Newton Doskonalenie podstaw programowych kluczem do modernizacji kształcenia zawodowego to projekt systemowy realizowany przez Krajowy Ośrodek Wspierania Edukacji Zawodowej i Ustawicznej od września 2008 roku. Jednym z najważniejszych celów projektu jest przygotowanie absolwentów szkół zawodowych do lepszego funkcjonowania w nowoczesnym społeczeństwie obywatelskim i informacyjnym oraz gospodarce opartej na innowacji, w tym do uczenia się przez całe życie. Osią realizowanych w projekcie działań są nowe podstawy programowe kształcenia w zawodzie, które mają zapewnić zgodność kształcenia zawodowego z wymogami gospodarki opartej na wiedzy i wpłynąć na polepszenie jego jakości. Na drodze do osiągnięcia głównego celu projektu zrealizowano dotychczas następujące zadania: 1) przygotowanie metodologii oceny spójności podstaw programowych kształcenia w zawodzie z dokumentami dotyczącymi kształcenia zawodowego oraz pilotażowe jej wdrożenie, 2) opracowanie metodologii badania podstaw programowych pod kątem uzyskiwanych kwalifikacji oraz wyodrębnienia kwalifikacji wspólnych dla zawodów zbliżonych, 3) badanie kwalifikacji i kompetencji oczekiwanych przez pracodawców od absolwentów szkół zawodowych, 4) opracowanie nowej metodologii konstruowania podstaw programowych kształcenia w zawodzie. Podstawa programowa kształcenia w zawodzie jest aktem prawnym, a więc przyjmowana jest za punkt odniesienia dla dokumentów pochodnych np.: standardu wymagań egzaminacyjnych i suplementu do dyplomu potwierdzającego kwalifikacje zawodowe, a także programów nauczania. Dlatego tak istotne było przeanalizowanie podstawy programowej kształcenia w zawodzie pod kątem jej spójności z dokumentami dotyczącymi kształcenia zawodowego (Rys. 1). 9

10 Rys.1. Wykaz dokumentów dotyczących kształcenia zawodowego, które były poddane analizie Źródło: Opracowanie własne Zadanie to rozpoczęto od przygotowania metodologii oceny spójności podstaw programowych, a następnie jej pilotażowego wdrożenia w pięciu wybranych zawodach. W przeprowadzonych pracach badawczych uwzględniono informacje dotyczące: nowej podstawy programowej kształcenia ogólnego (z grudnia 2008), procesu oraz procedury powstawania podstaw programowych kształcenia w zawodzie, przeprowadzono analizę relacji pomiędzy podstawami programowymi a innymi dokumentami polskimi i europejskimi, dotyczącymi kształcenia zawodowego. Do współpracy w projekcie zaproszono reprezentantów różnych środowisk: przedstawicieli świata nauki, zawodoznawców, pracodawców, przedstawicieli Centralnej Komisji Egzaminacyjnej i Okręgowych Komisji Egzaminacyjnych, nauczycieli szkół zawodowych. Drugie zadanie realizowane w projekcie polegało na opracowaniu metodologii badania podstaw programowych pod kątem uzyskiwanych kwalifikacji w grupie zawodów zbliżonych. Zadanie to podzielono na dwa etapy: grupowanie zawodów z klasyfikacji zawodów szkolnictwa zawodowego, podział zawodów na kwalifikacje oraz poszukiwanie kwalifikacji wspólnych dla grupy zawodów. Grupowaniu poddano 201 z 208 zawodów z klasyfikacji zawodów szkolnictwa zawodowego, a za kryterium grupowania przyjęto pokrewieństwo treści pracy. W efekcie różnorodnych analiz zawody pogrupowano w 16 grup zawodowych w 9 działach gospodarki. 10

11 Przystępując do podziału zawodów na kwalifikacje analizowano te same polskie dokumenty, co w poprzednim zadaniu (Rys. 1) oraz dodatkowo Polską Klasyfikację Działalności (PKD). Prace ekspertów przebiegały według schematu (Rys.2): Rys.2. Działania ekspertów, podejmowane podczas podziału zawodów na kwalifikacje Źródło: Opracowanie własne Opis każdej kwalifikacji składa się z syntezy zawodu oraz zestawu umiejętności i wiadomości usystematyzowanych w jednostki efektów uczenia się. Dla każdej jednostki wskazane są dodatkowo kompetencje personalne i społeczne 3. Przygotowując opisy kwalifikacji eksperci uwzględniali wytyczne dotyczące Europejskich Ram Kwalifikacji. Opisy kwalifikacji zostały przygotowane według jednakowej struktury, zawierającej kartę zawodu, kartę kwalifikacji oraz jednostek efektów uczenia się. Poniżej przedstawiono karty zawodu dla zawodu monter mechatronik i technik mechatronik. 3 W trakcie prac nad KRK zmieniały się definicje, zespół ekspertów pracujący nad metodologią wyodrębniania kwalifikacji najpierw przyjął, że będą określane postawy (Rys. 2), w toku dalszych prac, w ostatecznej wersji przyjęto, że w opisie kwalifikacji będą zapisywane kompetencje personalne i społeczne. 11

12 MONTER MECHATRONIK 725[03] SYNTEZA ZAWODU: Monter mechatronik wykorzystując wiedzę związaną z mechaniką, elektrotechniką, elektroniką, informatyką, automatyką i robotyką: montuje i demontuje urządzenia i systemy mechatroniczne, użytkuje 4 urządzenia i systemy mechatroniczne. MAPA KWALIFIKACJI ZAWODOWYCH I JEDNOSTEK EFEKTÓW UCZENIA SIĘ W ZAWODZIE: Monter mechatronik 725[03] 72503_K1 Montaż i demontaż urządzeń i systemów mechatronicznych 72503_K2 Użytkowanie urządzeń i systemów mechatronicznych 72503_K1_J01 Montaż i demontaż elementów, podzespołów i zespołów mechanicznych 72503_K2_J01 Rozruch urządzeń i systemów mechatronicznych 72503_K1_J02 Montaż i demontaż elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych 72503_K2_J02 Konserwacja urządzeń i systemów mechatronicznych 72503_K1_J03 Montaż i demontaż elementów, podzespołów i zespołów elektrycznych i elektronicznych 4 Użytkowanie eksploatacyjne obiektu to działania związane z wykorzystaniem obiektu zgodnie z jego przeznaczeniem. Użytkowanie jest zasadniczym celem tworzenia i istnienia obiektu. Rezultatem użytkowania jest zaspakajanie potrzeb. Efektem nieodłącznym towarzyszącym użytkowaniu są zmiany cech stanu eksploatacyjnego obiektu, powodujące spadek jego potencjału użytkowego. W krańcowym przypadku może nastąpić utrata zdatności użytkowej obiektu. Innymi słowy, zachodzące zmiany cech stanu obiektu mogą spowodować powstanie różnic między rzeczywistym a wymaganym przebiegiem realizacji zadania. Mogą też w ogóle uniemożliwić realizacje zadania w wymaganym zakresie (PN-82/N Eksploatacja obiektów technicznych, Terminologia ogólna). 12

13 TECHNIK MECHATRONIK 311[50] SYNTEZA ZAWODU: Technik mechatronik wykorzystując wiedzę związaną z mechaniką, elektrotechniką, elektroniką, informatyką, automatyką i robotyką: montuje i demontuje urządzenia i systemy mechatroniczne, eksploatuje 5 urządzenia i systemy mechatroniczne, projektuje i programuje urządzenia i systemy mechatroniczne, MAPA KWALIFIKACJI ZAWODOWYCH I JEDNOSTEK EFEKTÓW UCZENIA SIĘ W ZAWODZIE: Technik mechatronik 311[50] 31150_K1 Montaż i demontaż urządzeń i systemów mechatronicznych 31150_K2 Eksploatacja urządzeń i systemów mechatronicznych 31150_K3 Projektowanie i programowanie urządzeń i systemów mechatronicznych 31150_K1_J01 Montaż i demontaż elementów, podzespołów i zespołów mechanicznych 31150_K2_J01 Rozruch urządzeń i systemów mechatronicznych 31150_K3_J01 Tworzenie dokumentacji technicznej urządzeń i systemów mechatronicznych 31150_K1_J02 Montaż i demontaż elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych 31150_K2_J02 Obsługa urządzeń i systemów mechatronicznych 31150_K3_J02 Projektowanie urządzeń i systemów mechatronicznych 31150_K1_J03 Montaż i demontaż elementów, podzespołów i zespołów elektrycznych i elektronicznych 31150_K3_J03 Programowanie urządzeń i systemów mechatronicznych Wyodrębnione przez ekspertów kwalifikacje poddawane są recenzjom, konsultacjom społecznym i uzgodnieniom międzyresortowym. 5 Eksploatacja to zespół celowych działań organizacyjno-technicznych i ekonomicznych ludzi z obiektem technicznym oraz wzajemne relacje, występujące pomiędzy nimi od chwili przejęcia obiektu do wykorzystania zgodnie z przeznaczeniem, aż do jego likwidacji (PN-82/N Eksploatacja obiektów technicznych, Terminologia ogólna). 13

14 Kolejnym zadaniem zrealizowanym w projekcie było badanie kwalifikacji i kompetencji oczekiwanych przez pracodawców od absolwentów kształcenia zawodowego. Zadanie zrealizowano poprzez przeprowadzenie przeglądu polskich i zagranicznych projektów badawczych poświęconych temu zagadnieniu. Dobór badań do kwerendy opierał się na zestawie następujących kryteriów: zakres tematyczny badań, ich zasięg terytorialny, zróżnicowane grupy respondentów, przyjęte założenia metodologiczne. Do przeglądu wybrano 32 projekty badawcze. We wnioskach końcowych, zespół badaczy, którzy przeprowadzili kwerendę, zwrócił uwagę m.in. na barierę informacyjną występującą na rynku pracy: kandydat poszukujący pracy nie dysponuje kompletnymi informacjami o pracy, a firma szukająca pracownika, nie posiada pełnych informacji o kandydatach. Z analizy wniosków i rekomendacji zawartych w analizowanych badaniach wynika jasno, że prognozowanie oczekiwanych w przyszłości kompetencji jest niezbędne ze względu na długi czas potrzebny na przygotowanie absolwentów wchodzących na rynek pracy. Warto jednak pamiętać, że prognozy zmian na rynku pracy obciążone są dużą niepewnością, a popyt na pracę w różnych sektorach podlega często gwałtownym zmianom. Z przeprowadzonych analiz wynika, że ze względu na dynamiczne zmiany na rynku pracy oraz rosnącą elastyczność działań poszczególnych przedsiębiorstw niezwykle ważne są kompetencje kluczowe zwane czasem meta-kompetencjami. Są one ponadzawodowe, niezależne zarówno od firmy jak i branży, i mogą być wykorzystywane w wykonywaniu różnego rodzaju zadań zawodowych. Wśród oczekiwań pracodawców najczęściej wymienia się kompetencje kluczowe przedstawione na rys.3. Rys.3. Oczekiwania pracodawców w odniesieniu do absolwentów Źródło: Opracowanie własne 14

15 Kolejną ważną grupę stanowią ogólne kompetencje branżowe silnie związane z jedną branżą, ale nie przyporządkowane ani konkretnemu zawodowi, ani konkretnej firmie w obrębie branży. Przykładami mogą być: znajomość struktury danej branży, umiejętność analizy działań i strategii konkurencji, znajomość kluczowych firm w branży i powiązań między nimi, umiejętność tworzenia wspólnych przedsięwzięć z innymi przedsiębiorstwami. Wyróżnienie tego typu kompetencji wynika z obserwacji, że różne branże mają unikalne charakterystyki ekonomiczne, rynkowe i technologiczne. Trzy wyżej opisane działania legły u podstaw metodologii tworzenia nowych podstaw programowych kształcenia w zawodzie. W efekcie prac ekspertów z zespołu metodologicznego, we współpracy z Departamentem Kształcenia Zawodowego i Ustawicznego powstała zaprezentowania poniżej struktura podstawy programowej kształcenia w zawodzie. Struktura nowej podstawy programowej kształcenia w zawodzie monter mechatronik 6 : I. Cele kształcenia Absolwent szkoły ponadgimnazjalnej kształcącej w zawodzie monter mechatronik powinien zostać przygotowany do następujących zadań zawodowych: montaż urządzeń i systemów mechatronicznych; demontaż urządzeń i systemów mechatronicznych; konserwacja urządzeń i systemów mechatronicznych; rozruch urządzeń i systemów mechatronicznych; II. Efekty kształcenia A. Efekty kształcenia wspólne dla zawodu monter mechatronik i zawodów zbliżonych: Bezpieczeństwo i higiena pracy. Uczeń: 1) rozróżnia pojęcia związane z bezpieczeństwem, ochroną przeciwpożarową, ergonomią; 2) identyfikuje prawa i obowiązki pracownika oraz pracodawcy w zakresie bezpieczeństwa i higieny pracy; 3) organizuje stanowisko pracy zgodnie z zasadami ergonomii; 4) wskazuje zagrożenia dla zdrowia i życia człowieka oraz mienia i środowiska, występujące podczas wykonywania zadań zawodowych; 5) identyfikuje czynniki szkodliwe na stanowiskach związanych z wykonywaniem zadań zawodowych; 6 Tekst w kolorze zielonym stanowi przykładowe zapisy z projektu podstawy programowej kształcenia w zawodzie monter mechatronik 15

16 6) stosuje środki ochrony indywidualnej podczas wykonywania zadań zawodowych; 7) udziela pierwszej pomocy poszkodowanym w wypadku przy pracy; 8) określa przyczyny występowania chorób zawodowych. Umiejętności stanowiące podbudowę do kształcenia zawodowego. Uczeń: 1) opisuje zjawiska związane z prądem zmiennym, 2) interpretuje wielkości fizyczne związane z prądem zmiennym, 3) posługuje się dokumentacją techniczną maszyn i urządzeń w zakresie niezbędnym do wykonywania zadań zawodowych; 4) wykonuje obliczenia w zakresie niezbędnym do wykonywania zadań zawodowych; 5) stosuje zasady wykonywania rysunków w układzie rzutów prostokątnych; 6) rozróżnia uproszczenia rysunkowe 7) rozróżnia symbole i oznaczenia stosowane na rysunkach technicznych; 8) wykonuje szkice i rysunki techniczne z zastosowaniem przyrządów kreślarskich i komputerowego wspomagania prac; 9) stosuje zasady tolerancji i pasowania; 10) rozróżnia materiały konstrukcyjne i eksploatacyjne oraz określa ich zastosowanie; 11) rozróżnia sposoby ochrony przed korozją; 12) rozróżnia techniki i metody wytwarzania za pomocą obróbki maszynowej i ręcznej metali i tworzyw sztucznych; 13) rozróżnia maszyny i urządzenia w zakresie niezbędnym do wykonywania zadań zawodowych; 14) rozróżnia narzędzia do obróbki maszynowej i ręcznej metali i tworzyw sztucznych w zakresie niezbędnym do wykonywania zadań zawodowych; 15) rozróżnia narzędzia i przyrządy pomiarowe w zakresie niezbędnym do wykonywania zadań zawodowych; 16) wykonuje prace z zakresu obróbki maszynowej i ręcznej metali; 17) kontroluje jakość wykonywanych prac; 18) rozróżnia środki transportu wewnętrznego; 16

17 19) stosuje zasady rysowania schematów ideowych i montażowych urządzeń elektrycznych i elektronicznych; 20) rozpoznaje na schematach symbole elementów, podzespołów, zespołów oraz urządzeń elektrycznych i elektronicznych; 21) dobiera metody i przyrządy pomiarowe do pomiarów parametrów obwodów elektrycznych i elektronicznych; 22) mierzy parametry obwodów elektrycznych i elektronicznych. B. Efekty kształcenia właściwe dla zawodu monter mechatronik, opisane w kwalifikacjach wyodrębnionych w tym zawodzie 725_03_1 (72503_K1) 7 Montaż i demontaż urządzeń i systemów mechatronicznych 1. (72503_K1_J01) Montaż i demontaż elementów, podzespołów i zespołów mechanicznych. Uczeń: 1) identyfikuje budowę elementów i urządzeń mechanicznych; 2) dobiera metody pomiarów wielkości geometrycznych elementów maszyn; 3) dobiera materiały konstrukcyjne; 4) wskazuje techniki łączenia materiałów; 5) rozpoznaje technologie obróbki ręcznej i maszynowej; 6) stosuje zasady przygotowania elementów, podzespołów i zespołów mechanicznych do montażu; 7) stosuje zasady montażu i demontażu elementów, podzespołów i zespołów mechanicznych; 8) identyfikuje narzędzia stosowane do montażu i demontażu elementów, podzespołów i zespołów mechanicznych; 9) opisuje metody oceny stanu technicznego elementów, podzespołów i zespołów mechanicznych przygotowanych do montażu; 10) dobiera techniki łączenia materiałów; 7 Tekst w nawiasie w kolorze niebieskim odnosi się do opisów kwalifikacji, wstawiony jest dodatkowo, żeby pokazać przejście od opisów kwalifikacji do zapisów w nowej podstawie programowej. 17

18 11) dobiera narzędzia do montażu i demontażu elementów, podzespołów i zespołów mechanicznych; 12) dobiera metody oceny jakości montażu elementów, podzespołów i zespołów mechanicznych; 13) wykonuje operacje obróbki ręcznej i maszynowej; 14) dobiera elementy, podzespoły i zespoły mechaniczne do montażu urządzeń i systemów mechatronicznych korzystając z dokumentacji technicznej; 15) przygotowuje elementy, podzespoły i zespoły mechaniczne do montażu; 16) montuje i demontuje elementy, podzespoły i zespoły mechaniczne zgodnie z dokumentacją techniczną; 17) sprawdza poprawność montażu elementów, podzespołów i zespołów mechanicznych zgodnie z dokumentacją techniczną. 2. (72503_K1_J02) Montaż i demontaż elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych. Uczeń: 1) identyfikuje budowę elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych; 2) analizuje działanie układów sterowania pneumatycznego i hydraulicznego; 3) rozróżnia parametry i funkcje elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych; 4) rozróżnia elementy, podzespoły i zespoły pneumatyczne i hydrauliczne zgodnie z oznaczeniami;. 5) stosuje zasady montażu i demontażu elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych; 6) identyfikuje narzędzia stosowane do montażu i demontażu elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych; 7) objaśnia zasady przygotowania elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych do montażu; 18

19 8) dobiera metody oceny jakości montażu elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych; 9) dobiera narzędzia do montażu i demontażu elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych; 10) dobiera elementy i podzespoły pneumatyczne i hydrauliczne do montażu urządzeń i systemów mechatronicznych korzystając z dokumentacji technicznej; 11) przygotowuje elementy i podzespoły pneumatyczne i hydrauliczne do montażu; 12) ocenia stan techniczny elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych przygotowanych do montażu; 13) montuje i demontuje elementy i podzespoły pneumatyczne i hydrauliczne zgodnie z dokumentacją techniczną; 14) sprawdza poprawność montażu elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych zgodnie z dokumentacją techniczną. 3. (72503_K1_J03) Montaż i demontaż elementów, podzespołów i zespołów elektrycznych i elektronicznych. Uczeń: 1) identyfikuje parametry elementów, podzespołów i zespołów elektrycznych i elektronicznych; 2) określa funkcje elementów, podzespołów i zespołów elektrycznych i elektronicznych; 3) stosuje zasady przygotowania elementów, podzespołów i zespołów elektrycznych i elektronicznych do montażu; 4) identyfikuje narzędzia stosowane do montażu i demontażu elementów, podzespołów i zespołów elektrycznych i elektronicznych; 5) stosuje zasady montażu i demontażu elementów, podzespołów i zespołów elektrycznych i elektronicznych; 6) dobiera metody oceny stanu technicznego elementów, podzespołów i zespołów elektrycznych i elektronicznych przygotowanych do montażu; 19

20 7) analizuje obwody elektryczne prądu stałego i przemiennego; 8) dobiera narzędzia do montażu i demontażu elementów, podzespołów i zespołów elektrycznych i elektronicznych; 9) dobiera elementy i podzespoły elektryczne i elektroniczne do montażu w urządzeniach i systemach mechatronicznych korzystając z dokumentacji technicznej; 10) przygotowuje elementy i podzespoły elektryczne i elektroniczne do montażu; 11) montuje i demontuje elementy i podzespoły elektryczne i elektroniczne zgodnie z dokumentacją techniczną; 12) sprawdza poprawność montażu elementów, podzespołów i zespołów elektrycznych i elektronicznych zgodnie z dokumentacją techniczną; 13) dobiera metody oceny jakości montażu elementów, podzespołów i zespołów elektronicznych; 14) sprawdza parametry zmontowanych urządzeń elektrycznych i elektronicznych. 725_03_2 (72503_K2) Użytkowanie urządzeń i systemów mechatronicznych 1. (72503_K2_J01) Rozruch urządzeń i systemów mechatronicznych. Uczeń: 1) identyfikuje budowę i działanie urządzeń i systemów mechatronicznych; 2) wskazuje układy zasilające urządzenia i systemy mechatroniczne; 3) stosuje zasady podłączania zasilania elementów, podzespołów i zespołów urządzeń i systemów mechatronicznych; 4) rozróżnia parametry urządzeń i systemów mechatronicznych; 5) stosuje zasady instalacji i obsługi programów do programowania układów programowalnych, wizualizacji i symulacji procesów; 6) stosuje zasady obsługi sieci komunikacyjnych w systemach mechatronicznych; 20

21 7) opisuje pomiary parametrów pracy urządzeń i systemów mechatronicznych; 8) wskazuje metody sprawdzania urządzeń i systemów mechatronicznych; 9) instaluje oprogramowanie specjalistyczne do układów programowalnych oraz oprogramowanie do wizualizacji i symulacji procesów; 10) podłącza urządzenia i systemy mechatroniczne do układów zasilania mediami roboczymi; 11) podłącza układy komunikacyjne urządzeń i systemów mechatronicznych; 12) uruchamia urządzenia i systemy mechatroniczne; 13) wykonuje niezbędne regulacje urządzeń i systemów mechatronicznych; 14) sprawdza poprawność działania urządzeń i systemów mechatronicznych zgodnie z dokumentacją. 2. (72503_K2_J02) Konserwacja urządzeń i systemów mechatronicznych. Uczeń: 1) dobiera metody konserwacji urządzeń i systemów mechatronicznych; 2) monitoruje pracę urządzeń i systemów mechatronicznych; 3) wykonuje przeglądy bieżące urządzeń i systemów mechatronicznych; 4) mierzy wielkości fizyczne w urządzeniach i systemach mechatronicznych; 5) przygotowuje materiały, elementy, podzespoły i zespoły niezbędne do konserwacji urządzeń i systemów mechatronicznych; 6) konserwuje urządzenia i systemy mechatroniczne zgodnie z dokumentacją techniczno-ruchową; 7) wymienia niesprawne elementy i podzespoły urządzeń i systemów mechatronicznych zgodnie z dokumentacją techniczną. 21

22 C. Kompetencje personalne i społeczne Jest otwarty na zmiany. Uzupełnia i aktualizuje wiedzę oraz podnosi kwalifikacje. Wykonuje zadania zawodowe zgodnie ze standardami jakości. Jest kreatywny i konsekwentny w realizacji zadań. Postępuje zgodnie z etyką. III. Warunki realizacji kształcenia w zawodzie 1. Szkoła podejmująca kształcenie w zawodzie monter mechatronik powinna zapewnić warunki techniczne i organizacyjne niezbędne do ukształtowania wszystkich umiejętności zapisanych w podstawie programowej. Szkoła powinna zapewnić dostęp uczących się do następujących pracowni dydaktycznych, w których realizowane jest kształcenie: 1) pracownia technologii mechanicznej i rysunku technicznego W pracowni rozwijane są umiejętności związane z dziedzinami nauki, stanowiącymi podbudowę do kontynuowania kształcenia w zawodzie oraz umiejętności z zakresu technologii mechanicznej i rysunku technicznego ujęte w kwalifikacjach zawodowych. Wyposażenie pracowni zawiera: - dokumentacje techniczne, normy, katalogi, instrukcje, - eksponaty elementów, podzespołów mechanicznych, materiałów i przyrządów pomiarowych, - stanowiska do realizacji ćwiczeń z zakresu technologii mechanicznej i rysunku technicznego, - stanowiska do obróbki ręcznej i maszynowej, 2) pracownia montażu i demontażu urządzeń i systemów mechatronicznych wyposażona jest w stanowiska do: - montażu i demontażu elementów, podzespołów i zespołów mechanicznych, - montażu i demontażu elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych, - montażu i demontażu elementów, podzespołów i zespołów elektrycznych i elektronicznych; 22

23 Pracownia musi być wyposażona w niezbędne do wykonywania ćwiczeń narzędzia i przyrządy pomiarowe. Na każdym stanowisku musi znajdować się dokumentacja techniczna montowanych elementów, podzespołów i zespołów. Stanowiska monterskie muszą zapewniać bezpieczne wykonywanie ćwiczeń. 3) pracownia użytkowania urządzeń i systemów mechatronicznych wyposażona jest w urządzenia i systemy mechatroniczne umożliwiające wykonywanie ćwiczeń z zakresu: - rozruchu urządzeń i systemów mechatronicznych, - konserwacji urządzeń i systemów mechatronicznych. Pracownia musi być wyposażona w niezbędne do wykonywania ćwiczeń narzędzia i przyrządy pomiarowe. Na każdym stanowisku musi znajdować się dokumentacja techniczna urządzeń i systemów mechatronicznych. W tej pracowni znajdują się stanowiska komputerowe z oprogramowaniem do tworzenia dokumentacji technicznej oraz wizualizacji działania urządzeń i systemów mechatronicznych. Liczba stanowisk w pracowni montażu i demontażu urządzeń i systemów mechatronicznych oraz w pracowni użytkowania urządzeń i systemów mechatronicznych powinna umożliwiać wykonywanie ćwiczeń w grupach dwu lub trzyosobowych. Kształcenie praktyczne należy realizować w grupach, których liczebność gwarantuje zachowanie bezpieczeństwa uczniów wykonujących ćwiczenia. Kształcenie praktyczne można realizować w odpowiednio wyposażonej szkole, centrum kształcenia praktycznego lub zakładzie pracy. 2. Minimalna liczba godzin przeznaczona na kształcenie zawodowe: Efekty kształcenia wspólne dla grupy zawodów zbliżonych 450 godz. 725_03_1 Montaż i demontaż urządzeń i systemów mechatronicznych 540 godz. 23

24 725_03_2 Użytkowanie urządzeń i systemów mechatronicznych 360 godz. IV. Możliwości uzyskiwania dodatkowych kwalifikacji w zawodach w ramach klasyfikacji zawodów szkolnictwa zawodowego Absolwent zasadniczej szkoły zawodowej po potwierdzeniu kwalifikacji 725_03_1 Montaż i demontaż urządzeń i systemów mechatronicznych oraz 725_03_2 Użytkowanie urządzeń i systemów mechatronicznych może uzyskać dodatkowe kwalifikacje poprzez kształcenie w zawodach zbliżonych: mechanik-monter maszyn i urządzeń, potwierdzając kwalifikacje 723_02_1 Montaż i obsługa maszyn i urządzeń; mechanik automatyki przemysłowej i urządzeń precyzyjnych, potwierdzając kwalifikację 731_01_1 Montaż i obsługa układów automatyki przemysłowej i urządzeń precyzyjnych. Absolwent zasadniczej szkoły zawodowej może uzyskać dyplom: technika mechanika po potwierdzeniu dodatkowo kwalifikacji 311_20_1 Organizowanie i nadzorowanie produkcji, technika mechatronika po potwierdzeniu dodatkowo kwalifikacji 311_50_1 Eksploatacja urządzeń i systemów mechatronicznych oraz 311_50_2 Projektowanie i programowanie urządzeń i systemów mechatronicznych oraz uzyskaniu wykształcenia ogólnego na poziomie średnim. Umiejętności dotyczące podejmowania i prowadzenia działalności gospodarczej oraz w zakresie języka obcego wspomagającego kształcenie zawodowe, jednakowe dla wszystkich zawodów opisane są we wprowadzeniu do podstawy programowej. Od maja br. w całej Polsce będą organizowane konferencje i seminaria, w trakcie których prezentowane będą opisy kwalifikacji i projekty podstaw programowych kształcenia w zawodzie. Od IV kwartału br. rozpoczną się prace nad przygotowaniem przykładowych programów kształcenia. Zakończenie realizacji projektu zaplanowano na grudzień Doskonalenie podstaw programowych kluczem do modernizacji kształcenia zawodowego to projekt systemowy realizowany w ramach Programu Operacyjnego KAPITAŁ LUDZKI, Priorytetu III Wysoka jakość systemu oświaty, Działania 3.3 Poprawa jakości kształcenia współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego. 24

25 JANUSZ MOOS NURT KONSTRUKTYWISTYCZNY W EDUKACJI 8 Nurt konstruktywistyczny w edukacji przeciwstawia się statycznej kulturze szkolnego kształcenia, którą charakteryzuje hierarchiczna komunikacja nauczycieluczeń, ograniczona współpraca uczących się, zminimalizowane znaczenie edukacji nieformalnej (własne doświadczenia, uczenie się poprzez własne doświadczenie), nikłe wspieranie samodzielności uczących się. Zmiana w szkolnym systemie kształcenia powinna ograniczyć przekaz wiedzy na rzecz jej wytwarzania przez uczących się zgodnie z optymalnie zaprojektowanymi czynnościami nauczycieli, wynikających z pełnienia przez nich ról tutora (wspomaganie, naprowadzanie organizowanie warunków do samodzielnego uczenia się zgodnie z przyjętym programem kształcenia) i facylitatora (ułatwianie procesu samodzielnego kształtowania umiejętności w ramach kształcenia formalnego, pozaformalnego i nieformalnego). Wiedza w kształceniu o znamionach statycznych określana jest jako INFORMACJA do zapamiętania przechowywania w głowie uczącego się i do przywoływania podczas organizowanych sprawdzianów lub odpowiedzi na pytania formułowane przez nauczyciela. Często celem takiego kształcenia jest zapisanie dyskietki ( głowa ucznia ), a nie kształtowanie umiejętności operowania informacjami, analizowania, segregowania, syntetyzowania, stosowania, wytwarzania nowych informacji samodzielnego wytwarzania i stosowania metod i procedur. Inaczej mówiąc konstruktywizm w edukacji (dydaktyka konstruktywistyczna) należy przeciwstawić komputacjonalizmowi (dydaktyka komputacjonalistyczna). M. Gawrysiak stawia za J. Stewartem ważną dla niniejszych rozważań tezę, iż dydaktyka powinna mieć raczej charakter konstruktywistyczny, a nie komputacjonalny. 9 O podstawowych założeniach konstruktywizmu informują następujące stwierdzenia: uczenie się jest kompleksowym i dynamicznym procesem tworzenia własnych światów, wiedza jest 8 Przedruk z: Konstruktywizm a edukacja informatyczna, red. J. Moos, ŁCDNiKP Gawrysiak M.: Edukacja metatechniczna, Radom 1998, s

26 pojęciem subiektywnym i funkcjonalnym, ma pomóc uczącym się w osiągnięciu nowego, wytyczonego przez nich celu, ułatwić orientację i uzasadnić ludzkie działanie, wiedza jest aktywnie konstruowana przez podmiot poznający, wiedza to także uczucia, postawy, wiedza to nieustanne interpretowanie, dochodzenie do wiedzy jest procesem adaptacyjnym, w którym następuje stopniowa umysłowa organizacja badanego i doświadczanego świata, środowisko uczenia się, to także wiedza uprzednia, styl poznawczy uczącego się. 10 Szczególnie interesujące dla prezentowanych rozważań są założenia sformułowane przez przedstawicieli nurtu konstruktywistycznego w pedagogice, J. S. Brunera i J. Piageta. Według J. Brunera uczenie się jest procesem aktywnym, w którym uczący się konstruują nowe idee lub pomysły na bazie swojej przeszłej i obecnej wiedzy, uczący się selekcjonuje i przetwarza informacje, konstruuje hipotezy i podejmuje decyzje, polegając na strukturze kognitywnej, czynność uczenia się jest najbardziej charakterystyczną cechą człowieka. Jej prototypem jest ciekawość, a według J. Piageta u człowieka nie istnieją żadne aprioryczne czy wrodzone struktury poznania dziedziczna jest jedynie inteligencja. Jedyną zatem epistemologią może być zatem konstruktywizm, bezpośrednie doświadczenia, popełnianie błędów oraz poszukiwanie rozwiązań są działaniami podstawowymi dla asymilacji i akomodacji informacji 11. Dla potrzeb tworzenia warunków do funkcjonowania szkoły jako organizacji zarządzającej wiedzą należy więc stosować następujące wyzwania konstruktywizmu: Dane stają się informacjami w wyniku procesu filtrowania, a więc odrzucania tego, co jest nieistotne. Proces zamiany informacji w wiedzę, to czynności wykonywane przez człowieka, by ta transformacja realizowała się i rozwijała. Są to umiejętności analizowania, uogólniania, abstrahowania, ekstrapolowania, porównywania. Wiedza to dynamiczna zdolność łączenia, modyfikowania i wykorzystywania myśli i idei. W takim ujęciu wiedza zyskuje nowy przedmiot, a mianowicie nie może być treścią przekazu, można ją jedynie tworzyć od nowa przez każdego człowieka. 10 Śliwerski B.: Konstruktywizm w edukacji na prawach rękopisu, Łódź 2005, s tamże s. 5 Bruner J. S.: Proces kształcenia., Warszawa 1964, s Bruner J. S.: W poszukiwaniu teorii nauczania, Warszawa 1966, s

27 Zarządzanie wiedzą jest procesem umożliwiającym skuteczną i sprawną realizację funkcji zarządzania skoncentrowanych na generowaniu wiedzy i zapewnieniu warunków jej wykorzystania. Nurt konstruktywistyczny w edukacji to DIALOG, SAMODZIELNOŚĆ, AKTYWNY CHARAKTER UCZENIA SIĘ, STEROWANIE PRZEZ NAUCZYCIELA TUTORA CZYNNOŚCIAMI POZNAWCZYMI UCZNIA NA RÓŻNYCH POZIOMACH POZNAWANIA. ST poziom struktur teoretycznych PS poziom modeli symbolicznych PW poziom modeli wyobrażeniowych PK poziom poznania zmysłowego, identyfikacji zadań, czynności praktycznych Przekazywanie wiedzy obcej i rutynowe przetwarzanie informacji to komputacjonalizm operowanie symbolami zgodnie do reguł jakiejś składni formalnej; czysta transmisja informacji; niesamodzielność (heteronomia), a konstruktywizm to zastosowanie zautomatyzowanego przetwarzania informacji do konstruowania wiedzy własnej, do wspomagania kreatywności i rozwijania osobowości kierowanie się własnymi działaniami przez własne doznania, samodzielność (autonomia). Wiedza będąca w posiadaniu członków organizacji nauczycieli i uczniów, ściśle związana z lokalnym rynkiem (edukacyjnym, pracy) i placówką edukacyjną, przekształca się w wiedzę komercyjną. Ta kategoria wiedzy może przyjąć dwie formy. Jedną z nich jest wiedza ujawniona (w postaci dokumentów, instrukcji, procedur, regulaminów i poleceń), stając się obiektem pomiaru podlega procesom standaryzacji, czego potwierdzeniem są procedury pomiaru jakości pracy szkoły i certyfikaty ISO 9000,

28 Ważny wymiar wiedzy to wiedza ukryta (implicit), która wynika z wyższych umiejętności człowieka niż potrafi on wyrazić przy pomocy słów. Wiedza ukryta człowieka to jego kunszt, wprawa itp. i stanowi dla organizacji wielki potencjał. Jest ona podstawowym czynnikiem tworzącym wartość, a zarazem źródłem przewagi konkurencyjnej. Wyzwaniem dla menedżera oświaty staje się uaktywnienie i wykorzystanie potencjału wiedzy tkwiącego w nim samym i pracownikach. Skłonienie nauczycieli do dzielenia się wiedzą w ramach WDN kreuje nową orientację wiedzy i organizacji. Pracownicy dzieląc się wiedzą uczą się jedni od drugich, ale także ten kto posiada więcej wiedzy i dzieli się nią z innymi, wzmacnia własny potencjał. Zarządzanie wiedzą umożliwia osiągnięcie celów: poprawa jakości usług, pozyskanie nowych klientów, poprawa relacji między pracownikami, przyśpieszenie wzrostu firmy poprzez klonowanie procesów. Rozwój jest możliwy, gdy zarządzanie wiedzą opiera się o zasoby ludzkie, kulturę organizacji, motywację, kreatywność, zaufanie. Warunkiem wdrożenia zarządzania wiedzą jest przemodelowanie misji szkoły polegające na zastąpieniu tradycyjnego podejścia do uczenia (dominuje w nim zbiór liniowych, następujących po sobie, odcinków komunikacji jednostronnej) spiralą, gdzie energia uczniów kieruje się ku nieograniczonemu ciągłemu doskonaleniu, zgodnie z modelem ciągłego doświadczania. Percepcja Pojęcie Myśl Działanie Reakcja Uczniowie, podobnie jak pracownicy, produkują ciągły rozwój własnych zdolności, zainteresowań i charakterów. W centrum ich uwagi powinno się koncentrować permanentne doskonalenie własne i innych, nie zaś zdobywanie stopni i innych symboli krótkoterminowego przyswajania wiadomości. Zarządzanie wiedzą koncentruje się m.in. na jakości treści i korzyściach dla użytkownika z ich pozyskania i przetworzenia. Wiele krajów aktywnie uczestniczy w testowaniu nowego projektu kształcenia, który opiera się na psychologii poznawczej (m.in. USA, Anglia, Australia, Nowa Zelandia i kraje skandynawskie). U podstaw przyjętej koncepcji jest założenie, że rezultatem uczenia się jest nie produkt, a proces przejawiający się w osiąganiu kwalifikacji i wiedzy, który może powodować wewnętrzne zadowolenie. W procesie tym pojawia się synergia na linii 28

29 nauczyciel-uczeń, uczeń-uczeń, ale i nauczyciel-nauczyciel. Podstawę procesu nauczania-uczenia się stanowi wspólny projekt badawczy uczniów. Wykład czy podręcznik wykorzystywany jest do poszukiwania odpowiedzi na nurtujące badaczy problemy. Umiejętności, które uczeń kształtuje to nie zapamiętywanie i odtwarzanie informacji, a umiejętności badawcze typu: komunikowanie, negocjowanie, podejmowanie decyzji, rozwiązywanie problemów. Rola nauczyciela ulega transformacji z eksperta do tutora, facylitatora. Ważną przesłanką, dla zarządzania wiedzą to zarządzanie jakością. Globalizacja rozwoju społecznego i transformacja strukturalna na rynku pracy wywołuje integrację systemów edukacyjnych, powstanie międzynarodowych sieci edukacyjnych, uniwersytetów, dążenie do uznawalności świadectw i dyplomów. Efektywność grup to kolejne przesłanie zarządzania wiedzą. Uczenie się w grupie rówieśniczej winno być podstawą procesu dydaktycznego. Wiąże się ono z koniecznością udzielania pomocy rówieśnikom, samooceny i podejmowania ryzyka usankcjonowanego przez poparcie grupy. Wiedza generowana jest w procesie kształcenia poprzez nieustannie odnawiane wzajemne stosunki pomiędzy jednostkami i grupami (zarówno uczniowskimi, jak i nauczycielskimi). Proces ten opiera się na dwóch niezależnych, ale uzupełniających się działaniach: indywidualnym uczeniu się w oparciu o pozyskiwane informacje oraz uczeniu się społecznym, uruchamianym za pośrednictwem relacji kształtujących się w grupie. 12 KSZTAŁTOWANIE CHARAKTERU I POSTAWY Nurt kontruktywistyczny w edukacji wskazuje na potrzebę kształtowania charakteru jako zindywidualizowanej postaci życia afektywno-dynamicznego, która odpowiada za wytwarzanie rozwiązań problemów wytwarzanie wiedzy, osiąganie wytworów. 12 Zyra J.: Aspekty zarządzania usługami oświatowymi. Pedagogika pracy, Radom 2004, s Bonstingel J.: Szkoły jakości, Warszawa 1999, s. 43 Gawrysiak M.: Edukacja, op. cit. s. 108 Kwiatkowski S. M.: Kształcenie modułowe w Polsce uwarunkowania edukacyjne i gospodarcze, w: Skuteczność kształcenia modułowego w Polsce, red. K Symela. Radom 2001, s. 9 29

30 Charakter wyznacza sposób organizacji procesów osiągania założonych (przyjętych) celów działania. Charakter kształtuje się w wyniku odpowiednio zaprojektowanych i wykonywanych czynności kierowania wychowawczego przez nauczyciela wychowawcę, a także w wyniku procesu samowychowania. 13 Nauczyciel kieruje procesem uczenia się uczniów (kształtowania umiejętności umysłowych i praktycznych, osiągania kwalifikacji), a wychowawca kieruje procesem wychowania. W praktyce szkolnej pracę nauczycielską i wychowawczą traktuje się w pełnym zespoleniu. Kierowanie wychowawcze w procesie kształcenia służy przede wszystkim kształtowaniu określonych komponentów postaw wobec realizowanych zadań, a ogólnie wobec określonych obiektów (materialnych i niematerialnych). Obiektem - przedmiotem postawy mogą być określone sytuacje techniczne, urządzenia, aparatura kontrolno-pomiarowa, narzędzia, materiały techniczne, nauczyciele, koledzy, różne zdarzenia, a również sytuacje wyobrażeniowe, które nie istnieją materialnie, idee i inne obiekty niematerialne. Postawa jest więc zjawiskiem istniejącym w psychice ludzkiej. 14 Wśród podstawowych elementów S. Nowak wyróżnia następujące: emocjonalnooceniający, poznawczy i behawioralny. Najistotniejszym i jednocześnie konstytuującym postawę jest element emocjonalno-oceniający. Bez jego istnienia nie można w ogóle mówić o postawie wobec określonych wartości (obiektu - przedmiotu). Element emocjonalno-oceniający postawy wobec rozważanego procesu uczenia się może pełnić bardzo istotne funkcje orientacyjne i motywacyjne, określające, między innymi, poziom zachowań - czynności ucznia na konkretnym stanowisku pracy. Element poznawczy wyznacza przede wszystkim poziom informacji o obiekcie postawy. Element behawioralny postawy określa z kolei układ dyspozycji do realizacji określonych czynności umysłowych i wykonawczych wobec obiektu postawy. 13 Berner H.: Współczesne kierunki pedagogiczne, w: Pedagogika, t. 1, red. B. Śliwerski, s Jarosiewicz H.: Charakter a trafność decyzji zawodowych, konferencja Doradca profesja, pasja, powołanie, Warszawa 2002 Uljens M.: Dydaktyka szkolna, w: Pedagogika, t. 2, red. B. Śliwerski. Gdańsk 2006, s Marody M.: Sens teoretyczny a sens empiryczny pojęcia postawy, Warszawa

31 Wyżej wymienione elementy postawy mogą być ze sobą różnorako sprzężone i wzajemnie na siebie oddziaływać, ale zawsze element emocjonalnooceniający będzie wyrokować o jakości postawy. Postawy są ukształtowane poprzez bodźce, a ich wyznacznikami są konkretne reakcje - zachowania uczniów (mierzone, między innymi, umiejętnością i chęcią wytwarzania pomysłów rozwiązań problemów technicznych i organizacyjnych oraz metod weryfikacji tych pomysłów). ORGANIZACJA PROCESU KSZTAŁTOWANIA UMIEJĘTNOŚCI I WYTWARZANIA WIEDZY W ŚWIETLE KONCEPCJI KSZTAŁCENIA WIELOSTRONNEGO Teoria kształcenia wielostronnego znakomicie koresponduje z niektórymi elementami modelu dydaktyki konstruktywistycznej. Zgodnie z nią można wyróżnić cztery kategorie dydaktyczne, które należy rozpatrywać w następujących układach: 15 metody kształcenia (sposoby, techniki dydaktyczne), drogi uczenia się, kształtowanie postawy. Należą do nich: Metody kształcenia Drogi uczenia się Postawy asymilacji wiedzy podające poszukujące - samodzielnego dochodzenia do wiedzy przyswajanie odkrywanie droga wynalazcza eksponujące przeżywania uczuciowa recepcyjna - replikacyjna badawcza, wynalazcza praktyczne działanie operacyjna - prakseologiczna Z powyższego wynika, że logicznym następstwem integralnego powiązania czterech kategorii dydaktycznych są kształtowane postawy uczącego się, a wśród nich 15 Okoń W.: Wprowadzenie do dydaktyki ogólnej, Warszawa 1987, s

32 postawa badawcza warunkowana, między innymi, stosowaniem problemowej strategii nauczania-uczenia się. Schemat współczesnego kształcenia problemowego w zakresie modelowania procesów myślowych na wzór procesów twórczych (droga odkryć) występuje w tych modułach treściowych, w których chodzi o to, aby uczniowie własnym wysiłkiem sformułowali jakieś prawo, czy prawidłowość oraz doszli do uogólnienia. 16 Specyfika procesu osiągania przez uczącego kwalifikacji wskazuje na potrzebę modelowania procesu myślowego na wzór procesu myślenia konstruktora, wynalazcy. Logicznym następstwem drogi wynalazczej jest kształtowanie postaw twórczych postaw wynalazczych. Droga odkrywcza kształtuje więc postawę badawczą a droga wynalazcza postawę wynalazczą. Uczący się, który rozwiązuje problemy na drodze odkrywczej formułuje uogólnienia teoretyczne badanych zjawisk (prawa, zależności), a na drodze wynalazczej wykonuje, między innymi, działania w obszarze wykonawczym. Działalność wywołana natomiast przez sytuację wymagającą sformułowania (utworzenia) precyzyjnego planu działania, który umożliwia wysokie prawdopodobieństwo odpowiedniego jej rozwiązania może być realizowana w procesie dydaktycznym na tzw. drodze optymalnej decyzji lub optymalnego planu działania. 17 W każdej czynności człowieka uczestniczą w zasadzie trzy podstawowe podsystemy: a) orientacyjny odbierający informacje, b) centralny przetwarzający informacje na zadania, modele, plany i decyzje, c) system wykonawczy. 18 W zależności od rodzaju zadania (przedmiotu) i wykonawcy (podmiotu) można wyróżnić następujące typy czynności: A - czynności, w których dominują funkcje orientacyjne odbioru informacji (podsystem a), B - czynności, w których dominują funkcje umysłowe, takie jak przetwarzanie informacji, abstrahowanie, uogólnianie itd. (podsystem b), C - czynności, w których dominują funkcje wykonawcze (podsystem c), 16 Nowacki T.: Wprowadzenie do dydaktyki ogólnej, Warszawa 1987, s tamże s Tomaszewski T.: Psychologia, Warszawa 1975, s

33 D - czynności, w których udział wymienionych wyżej trzech funkcji jest równy (system a, b, c). Upraszczając model czynności poznawczych uczniów można stwierdzić, że wytwarzają oni wiedzę na kilku poziomach, z których najistotniejszymi (dla rozważań) są: poziom konkretno-praktyczny (zadaniowy) i poziom uogólnień - struktur teoretycznych. poziom uogólnień a 2 a c a b a 3 a 1 a poziom konkretno-praktyczny 4 a d a 5 a Uczenie na drodze odkryć i wynalazczej można przedstawić za pomocą diagramu. Droga odkryć - strzałka 1-2 i 2-3, droga wynalazcza strzałka 2-4 i 4 5. Z powyższego wynika, że droga wynalazcza to droga zastosowania struktury teoretycznej w praktycznym rozwiązywaniu problemów wykonywaniu zadań zawodowych. Wcielanie uczniów w różne role zawodowe wymaga formułowania problemów typu wynaleźć itd. Mogą one mieć charakter problemów otwartych (inwencyjnych), jak i zamkniętych (selektywnych). W problemach otwartych brak jest informacji o możliwych rozwiązaniach (uczeń musi najpierw wytworzyć pomysły rozwiązania, a dopiero następnie wybrać jedno z nich jako optymalne). W problemach zamkniętych dany jest zbiór możliwych rozwiązań, a zadanie ucznia polega, między innymi, na ocenie i wyborze jednego z nich jako ostatecznego rozwiązania. Proces wytwarzania pomysłów rozwiązania problemu przez ucznia ma w zasadzie charakter heurystyczny, ponieważ jest on regulowany i organizowany przez różne reguły, intuicje, wskazówki itd., które nie gwarantują powodzenia w rozwiązywaniu (cechą rozwiązywania problemów konstrukcyjnych jest często wybór z różnych, lecz ograniczonych możliwości z powodów technologicznych, technicznych i warunków, w których ma pracować dane urządzenie). 33

34 Czynności myślowe ucznia wynalazcy są więc procesami poszukiwania na drodze prób umysłowych (po uświadomieniu potrzeby skonstruowania występuje poszukiwanie idei, tworzenie w wyobraźni projektu, eliminowanie - konkretyzowanie idei itp.). Weryfikacja pomysłu będąca drugim podstawowym systemem myślenia podczas rozpatrywanych problemów ma charakter algorytmiczny (w przeciwieństwie do charakteru heurystycznego procesu wytwarzania pomysłów). Na przykład weryfikacja hipotezy w rozwiązywaniu problemów konstrukcyjnych zawiera następujące czynności: przekształcanie idei konstrukcyjnej w jej schemat, rozwinięcie schematu, wykonanie podstawowych obliczeń, wprowadzenie poprawek do ogólnego schematu, zestawienie całości konstrukcji, wykonanie rysunku technicznego, opracowanie wskazań technicznych, badanie konstrukcji w procesie wytwarzania modelu - prototypu. Wszystkie wymienione czynności opierają się na algorytmach (obliczenia matematyczne, reguły postępowania przy montażu, opracowywanie wskazań technologicznych, opracowanie modelu itd.). Z powyższych rozważań można wnioskować o heurystycznoalgorytmicznym charakterze rozwiązywania problemów. Modelowanie procesu myślowego ucznia na wzór procesu myślowego wynalazcy powinno więc uwzględniać etapy: Sformułowanie problemu; 2. Poszukiwanie głównej idei urządzenia; konfrontacja wysuwanych idei, wyeliminowanie niektórych idei; 3. Rozwijanie głównej idei - opracowanie głównej zasady wynalazku; 4. Przekształcenia zasady w schemat; 5. Rozwinięcie schematu (opracowanie obliczeniowe i graficzne projektu (uwzględnienie możliwości technicznych); 6. Opracowanie techniczne; 19 Nowacki T.: Podstawy, op. cit s. 351 Pietrasiński Z.: Ogólne i psychologiczne zagadnienia innowacji, Warszawa

35 7. Budowa prototypu; 8. Próby prototypu, projekty ulepszeń (uwzględnienie zagadnień ekonomicznych i technologicznych); 9. Ulepszone opracowanie urządzeń. Stosując kształcenie problemowe w procesie kształtowania postaw wynalazczych nie należy w sposób sztywny " realizować pełnego przebiegu drogi wynalazczej. Ze względu na niewystarczające przygotowanie wychowanków oraz z innych powodów o charakterze racjonalnym (dobór treści kształcenia, czas przeznaczony na osiąganie celów kształcenia) można niektóre z tych etapów pomijać, a niektóre szczególnie eksponować. Na przykład niektórzy nauczyciele innowatorzy stosujący problemową strategię kształcenia wyodrębniają następujące stadia drogi wynalazczej: analiza sytuacji technicznej, w której istnieje potrzeba zmiany - ulepszenia (metoda dyskusji), zgłaszanie rozmaitych rozwiązań (sesja pomysłów), analiza poszczególnych pomysłów eliminacja lub akceptacja (dyskusja w grupach problemowych), formułowanie głównej idei urządzenia realizującego pomysł, analiza możliwości jego realizacji. Znajomość przez nauczycieli struktury czynności myślenia w sytuacjach problemowych oraz technik oddziaływań na postawy badawcze, wynalazcze i operacyjne uczniów może być transferowana na rozwiązywanie różnych sytuacji dydaktycznych. Możliwość skutecznego stosowania różnych metod kształcenia, które służą przede wszystkim kształtowaniu postaw twórczych wynalazczych, zależy od procesów myślenia podczas rozwiązywania problemów: wytwarzanie pomysłów rozwiązania (generator pomysłów) i weryfikacja tych pomysłów (ewaluator pomysłów). 20 Powyższe rozważania wskazują na potrzebę traktowania procesu kształtowania rozważanych postaw uczniów jako złożonego procesu dydaktycznowychowawczego, który powinien być odpowiednio włączony do lokalnego 20 Kozielecki J.: Zagadnienie psychologii myślenia, Warszawa 1976, s

36 szkolnego systemu edukacji, czyli do zespołu zgodnych wewnętrznie, opartych na jednolitym układzie celów i zasad - sposobów działania nauczycieli i uczniów. Wcielanie uczniów w role wynalazców kształtowanie postawy wynalazczej może odbywać się w ramach kształcenia formalnego i pozaformalnego (m.in. zajęcia kół zainteresowań, kursy ukierunkowane na osiągnięcie nowej kwalifikacji). Na dużą dynamikę zmian w treściach i w strukturze pracy, a przede wszystkim na pojawienie się bardziej złożonych zadań zawodowych (scalanie czynności prostych), zwiększenie niezawodności pracy człowieka, wzrost odpowiedzialności technicznej, ekonomicznej i moralno-społecznej pracy musi odpowiedzieć szkolny system edukacji. Przygotowanie młodzieży do wykonywania często zmieniających się zadań w pracy zawodowej jest podstawowym dylematem współczesnej szkoły. Skutkiem współcześnie rozumianego wychowania przez pracę powinno być takie przygotowanie do realizacji zadań zawodowych, które jest źródłem twórczego napięcia motywacyjnego w warunkach pracy zawodowej. Penetracja rzeczywistości pedagogicznej wskazuje na częste eksponowanie zagadnień wychowawczych poprzez tworzenie sztucznych sytuacji wychowawczych oraz nazywanie procesem wychowawczym wyłącznie sytuacyjnych oddziaływań natury informacyjnej. Tak rozumiany proces wychowawczy powoduje dewaluację znaczących treści idei wynikających ze współczesnych teorii kształcenia. Ponadto niebezpieczeństwo wyodrębniania procesu wychowawczego z rozwijanego w konkretnej szkole lokalnego systemu dydaktyczno-wychowawczego może sugerować izolowany charakter tego procesu i nie służy integracji kształcenia i wychowania. Jeżeli zgodnie z koncepcją pedagogiki jako teorii procesu dydaktycznowychowawczego przez kształcenie będziemy rozumieli sterowanie procesem uczenia się osiągania kierunkowych celów kształcenia, a przez wychowanie kształtowanie postaw i przekonań zarówno przez nauczyciela wychowawcę, jak i przez samego uczącego się (kierowanie wychowawcze), to treści kształcenia muszą mieć wartości wychowawcze, a treści wychowawcze wartości dydaktyczne. Takie sprzężenie zwrotne między procesem dydaktycznym a wychowawczym wskazuje na potrzebę praktycznych ujęć integracyjnych oraz prawidłowego wartościowania podstawowych celów dydaktyczno-wychowawczych 36

37 wynikających z postulatu jedności poznania, działania i rozwoju. Istnieje więc konieczność łączenia w działaniu pedagogicznym dwóch ról: nauczyciela i wychowawcy. Z powyższych rozważań wynika podstawowy postulat wielostronnego charakteru procesu kształcenia i wychowania we współczesnej szkole, który wskazuje na potrzebę wartościowania pedagogicznego treści kształcenia (materiału nauczania) w aspekcie ich funkcjonowania. Treści kształcenia zawodowego funkcjonują właśnie wtedy, gdy rozwijają ucznia wielostronnie, a więc gdy w realizacji pedagogicznej nie ma hierarchizacji pod względem ważności poszczególnych trzech celów dydaktyczno-wychowawczych, tak jak w różnych szkołach pedagogicznych (szkoła tradycyjna, szkoła aktywna i szkoła twórcza). Supremacja celu poznawczego nad sprawczym i wychowawczym, czyli poznania nad działaniem i rozwojem to encyklopedyzm, supremacja zaś celu sprawczego nad poznawczym i wychowawczym to utylitaryzm dydaktyczny, natomiast supremacja celu wychowawczego nad celem poznawczym i sprawczym, to z kolei formalizm pedagogiczny. 21 KSZTAŁTOWANIE UMIEJĘTNOŚCI FORMUŁOWANIA SĄDÓW ANALITYCZNO-OPISOWYCH, WYJAŚNIAJĄCYCH, WARTOŚCIUJĄCYCH I NORMATYWNYCH Z rozważań teoretycznych, a także z praktyki pedagogicznej wynika, iż struktura wytwarzanej przez uczniów wiedzy jest istotnym czynnikiem postawy wynalazczej - twórczej ucznia. Zgodnie z tezami wysuniętymi przez wielu dydaktyków na temat optymalnych rozwiązań procesu kształcenia, które zapewniają najlepsze powiązanie struktury i funkcjonowania wiadomości i umiejętności przyswojonych i ukształtowanych przez uczniów, można organizację procesu uczenia się rozważać w aspekcie dostosowania dróg uczenia się różnych warstw wiedzy. O znaczeniu takiego podejścia do planowania i działalności nauczyciela znakomicie informuje stwierdzenie, iż Uczenie się wielostronne oparte na przyswajaniu, odkrywaniu, przeżywaniu i działaniu, mieści w sobie nie tylko poznanie, lecz także wartościowanie i działanie. 22 Istotne są również stwierdzenia 21 Okoń W.: System dydaktyczny. Materiały z konferencji naukowej na temat systemy dydaktycznego, Warszawa Okoń W.: Podstawy wykształcenia ogólnego, Warszawa 1976, s

38 o znaczącym wpływie kształcenia wielostronnego na poziom umiejętności, nawyków i przyzwyczajeń, motywacji, a także na poziom pracowitości, dokładności, naukowego przekonania itd. Dla potrzeb rozważań na temat organizacji procesu osiągania kwalifikacji zawodowych należy uczenie się oparte na odkrywaniu rozważać również w kategorii drogi racjonalizatorskiej - wynalazczej i optymalnego planu działania. Wyróżnienie czterech postaw dydaktycznych uczniów, poza postawami życiowymi, a więc recepcyjnej (replikacyjnej), badawczej, uczuciowej, operacyjnej (prakseologicznej), umożliwia z kolei wyróżnienie w procesie uczenia się uczniów czterech podstawowych dróg uczenia się, czterech grup metod kształcenia, a ogólnie czterech kategorii dydaktycznych. Skupienie się tylko na jednej kategorii dydaktycznej prowadzi do wykształcenia, w jakimś sensie ograniczonego, jednostronnego. Cztery kategorie można rozpatrywać w aspekcie psychologicznym, logicznym i epistemologicznym. Na przykład w procesie poznawania można wyróżnić następujące typy: przedstawienia, przekonania, uczucia, pragnienia działania (objawy woli). Dzięki przedstawieniom (wrażenia, spostrzeżenia, wyobrażenia) uczeń uzmysławia sobie przedmioty i zjawiska, lecz jeszcze się do nich nie ustosunkowuje (na przykład poznaje układy pomiarowe, mierniki, zapamiętuje podstawowe treści dotyczące metod pomiaru, utrwala te treści i je reprodukuje). Postrzeganie faktów i zjawisk może odbywać się w formie obserwacji pokazów - demonstracji oraz poprzez oddziaływania werbalne lub wizualne (czytanie karty instrukcyjnej ćwiczenia laboratoryjnego, rozpoznanie treści pakietu edukacyjnego podręcznika, norm, katalogów i innych tekstów źródłowych, oglądanie schematów ideowych, montażowych i blokowych oraz różnych ilustracji itd.). Zastosowanie przez nauczyciela problemowej strategii dydaktycznej umożliwia zainteresowanie się przez uczącego związkami przyczynowo-skutkowymi oraz wzajemnymi stosunkami zachodzącymi między elementami danego układu. Dzięki temu następuje proces wytwarzania pomysłów rozwiązań określonych problemów i ich weryfikacji, a z kolei dochodzenia do zajęcia określonego stanowiska wobec rozważanych problemów. Moos J.: Kształcenie modułowe w szkolnych systemach edukacji zawodowej, Łódź 2002 Niemierko B.: Pomiar wyników kształcenia zawodowego, Warszawa 1997, s

39 Emocjonalne zaangażowanie, w wyniku zastosowania odpowiednich oddziaływań nauczyciela na poziom zainteresowania ucznia, i wartościowanie według różnych kryteriów pomysłów rozwiązania, umożliwia uzyskanie uczuciowego stosunku do poznawanych faktów i zjawisk oraz rozwiązywanych problemów. Objawami woli są z kolei ukształtowane potrzeby dokonywania różnych modyfikacji, a ogólnie potrzeby działania, które również warunkują treść odpowiednich decyzji. Wyżej wymienione cztery typy doznań (przeżyć) będące kategoriami psychologicznymi mogą być reprezentowane jako skutki procesu myślenia i działania w formie wypowiadanych sądów (są one adekwatne do typu doznań). Wrażenia, spostrzeżenia i wyobrażenia mogą być uzewnętrzniane poprzez sądy analityczno-opisowe, na przykład: widzę układ połączeń, stwierdzam, że elementami układu są.... Zajęcie określonego stanowiska wskutek uzyskania przekonania może być natomiast wyrażone sądem wyjaśniającym. Emocjonalne zaangażowanie może być wyrażone wypowiedzią słowną, czyli sądem wartościującym. Zaangażowanie emocjonalne stanowi istotny motyw wpływający na dalsze poznawanie i rozwiązywanie problemów. Po uzmysłowieniu faktów i zjawisk oraz przekonaniu o ich istocie, uczący się może sformułować sądy wartościujące będące wykładnikiem ekspresji uczuciowej. Uzyskanie potrzeby zmian - modyfikacji pracy układu oraz zadecydowanie o czymś, może być reprezentowane sądem normatywnym. Sądy wyjaśniające będą formułowane, na przykład, przez ucznia w wyniku wytworzenia pomysłów rozwiązania określonego problemu (na drodze wynalazczej lub optymalnego planu działania), sądy wartościujące w wyniku wytworzenia i zastosowania odpowiedniej metody weryfikacji pomysłu rozwiązania problemów, a sądy normatywne będą formułowane na bazie sądów wyjaśniających i wartościujących (zasady postępowania, uogólnienia). Z analizowanymi czterema rodzajami sądów i dróg uczenia się są skorelowane cztery przedstawione rodzaje składników wiedzy, tj. opis, wyjaśnienie, ocena i norma, które bezpośrednio korelują ze składnikami (warstwami) wiedzy naukowej. Wyjaśnienie służy do wytłumaczenia lub uzasadnienia zjawisk procesów i różnych stanów pracy. Często należy eksponować wyjaśnienie jako składnik wiedzy w kontekście wyjaśnienia danego zjawiska przez wykrycie ogólnego prawa, którego zjawisko jest szczególnym przypadkiem, a ogólnie przez wykrycie 39

40 wzajemnej zależności zjawisk i procesów określonych przez regułę, zasadę - prawo. Oprócz wiedzy o przedmiotach, procesach i zjawiskach potrzebne są jeszcze kryteria wartościujące czynności, z których wynikają sądy oceniające. Poza ocenami o charakterze stwierdzającym (sprawdzenie oceny można dokonać przez odwołanie się do doświadczenia) można również wyróżnić oceny o charakterze przewidującym (weryfikacja oceny może być przeprowadzona podczas doświadczenia). Następną kategorią zdań są tzw. zdania normatywne. Na odnotowanie zasługuje fakt, iż wszystkie zdania normatywne mogą po pewnym przetworzeniu stać się zdaniami kategorycznymi o charakterze ogólnym. Z powyższych rozważań wynika, że między normami i ocenami a sądami opisowo-wyjaśniającym istnieje relacja. Znajomość przedmiotów, zjawisk, procesów i stanów jest możliwa dzięki sądom opisowo-wyjaśniającym, które spełniają funkcję podstawową. Z celów kształcenia w szkole zarządzającej wiedzą wynika, że nie można wyłącznie się skupić na przekazywaniu wiedzy opisowo-wyjaśniającej. Szczególnie istotną rolę w dobrze zorganizowanym kształceniu odgrywają procesy transformacyjne, a przede wszystkim samodzielna ocena przedmiotów i zjawisk oraz posługiwanie się odpowiednimi normami na bazie wiedzy opisowowyjaśniającej. 40

41 Wyróżnienie opisu, wyjaśnienia, oceny i normy jako podstawowych składników wiedzy umożliwia wydzielenie w kształceniu czterech następujących warstw, wzajemnie się przenikających: Zdania opisujące proces poznawania Zdania wyjaśniające i uzasadniające Zadania oceniające Zadania normatywne procesy transformacyjne Dwie pierwsze warstwy są bardzo spójne i często nakładają się na siebie. Z tego powodu można je łączyć tak, aby uruchamiały drogę uczenia się przez przyswajanie oraz drogę wynalazczą (lub optymalnego planu działania). W takim ujęciu przyswajanie sądów opisowych jest tożsame z przyswajaniem nowych wiadomości, zaś odkrywanie wiąże się z samodzielnym wytwarzaniem przez uczniów wiedzy poprzez rozwiązywanie zadań typu wynaleźć, skonstruować, odkryć (formułowanie własnych zdań wyjaśniających). Uczenie się przez przeżywanie wymaga postawy uczuciowej. Dzięki tej drodze uczenia się kształtuje się umiejętność formułowania ocen, która jest z kolei rezultatem wartościowania. Postawa uczuciowa może wyrażać się, między innymi, w twórczym i motywacyjnym napięciu. Uczenie się norm określa przydatność użyteczność określonych sądów. Wiąże się ono z określonym działaniem manualnym i instrumentalnym oraz z operacjami umysłowymi, a więc z procesem eksterioryzacji i interioryzacji. 41

42 Z powyższego wynika, że uczenie się przez działanie jest nierozerwalnie związane z postawą operacyjną, czyli z umiejętnością stosowania wiedzy w nowych sytuacjach praktycznych i w efekcie z wytwarzaniem nowej wiedzy. Wydzielenie czterech warstw oraz rozpatrywanie czterech dróg uczenia się tworzących całość z czterema kategoriami sądów oraz z czterema postawami dydaktycznymi nie może służyć formalizacji zajęć edukacyjnych. Wszystkie wymienione kategorie dydaktyczne powinny być odpowiednio zrelacjonowane i powinny tworzyć integralną całość. Wyróżnione warstwy wiedzy mogą tworzyć następujące, powiązane ze sobą układy, w zależności od szczegółowych celów i tematyki zajęć: Układ l Zadania opisujące Zadania wyjaśniające Zadania oceniające Układ II Zadania opisujące Zadania wyjaśniające Zadania normatywne Układ III Zadania opisujące Zadania wyjaśniające Zadania oceniające Zadania normatywne 42

43 W układzie l ze zdań opisujących wynikają zdania wyjaśniające, a ze zdań wyjaśniających zdania oceniające. W układzie II ze zdań opisujących wynikają zdania wyjaśniające, a z nich zdania normatywne. W układzie III ze zdań opisujących wynikają zdania wyjaśniające, a z nich zarówno zdania oceniające, jak i normatywne. SKŁADNIKI STRUKTU- RALNE WIEDZY SĄDY DROGI UCZENIA SIĘ PRZEZ METODY KSZTAŁCENIA POSTAWY INTENCJA PYTAŃ SPRAWDZA- JĄCYCH UCZNIA Opis Analitycznoopisowe Przyswajanie Asymilacji wiedzy (podające) Recepcyjna replikacyjna Co wie i jak zapamiętuje? Wyjaśnienie Wyjaśniające Odkrywanie i droga racjonalizato rska - wynalazcza oraz droga optymalnego planu działania Poszukujące - Badawcza, samodzielnego twórcza, dochodzenia do wynalazcza wiedzy (wytwarzanie wiedzy) Co umie, jak rozumuje i jak rozwiązuje? Ocena Wartościujące Przeżywanie Eksponujące - waloryzacyjne Uczuciowa Norma Normatywne Działanie Praktyczne Operacyjna (prakseologi czna) Co przeżywa i jak wartościuje? Co potrafi i jak stosuje? Wyodrębnienie w strukturze wiedzy czterech warstw w formie zdań opisujących, wyjaśniających, oceniających i normatywnych umożliwia zaprojektowanie zadań do diagnozowania poziomu wiadomości i umiejętności uczniów (badanie struktury wiedzy). Bazą informacyjną do badania poziomu wiedzy są więc cele, które zgodnie z koncepcją kształcenia wielostronnego określają umiejętność formułowania przez 43

44 uczniów sądów opisowo-analitycznych, wyjaśniających, oceniających (wartościujących) i normatywnych. Popularne sprawdziany dydaktyczne nie zawsze umożliwiają udzielenie odpowiedzi na pytanie - czy uczeń opanował strukturę wiedzy?, a więc czy przyswoił sobie podstawowe pojęcia wchodzące w skład danego zakresu wiedzy, powiązane ze sobą w strukturę odpowiadającą danemu przedmiotowi lub procesowi? oraz czy przyswoił zbiór relacji między elementami układu treści przedmiotu (działu przedmiotu), a także między tymi elementami a całością układu treści, istotnych z punktu widzenia założonych celów kształcenia? Ponieważ w każdej warstwie wiedzy (opis, wyjaśnienie, ocena, norma) można wydzielić zadania podstawowe (najważniejsze) określające istotę całej struktury oraz zadania uzupełniająco-rozszerzające (nie mające istotnego znaczenia), więc kontrola wyników kształcenia powinna odpowiedzieć na pytania dotyczące znaczenia luki w wiadomościach ucznia dla przyswojenia całej struktury materiału kształcenia oraz umiejętności dostrzegania przez ucznia powiązań między warstwami wiedzy. Problem kontroli i oceny osiągnięć szkolnych uczniów można, zgodnie z rozważaniami B. Niemierko, sformułować następująco: jak przekonać się, czy uczeń osiągnął rezultaty odpowiednie do naszych zaleceń na każdym małym kroku swej pracy, które to rezultaty świadczą, że dojrzał do podjęcia kolejnego, trudniejszego zadania? 23 Tak postawiony problem można rozstrzygać poprzez uwzględnienie w projektowaniu sprawdzianów dydaktycznych (nauczycielskich testów osiągnięć szkolnych) zagadnień wynikających z koncepcji kształcenia wielostronnego. Elementem leżącym u podstaw współczesnego operatywnego wykształcenia jest określony zasób informacji, które powinny odpowiednio funkcjonować, a więc którymi uczeń powinien operować. Intencję pytań sprawdzających - ten podstawowy element wiadomościowy, tj. pytań typu co uczeń wie i jak zapamiętuje?, należy rozumieć trochę szerzej. Wiadomości, które zostały przez ucznia przyswojone muszą być odpowiednio zaprezentowane, tj. uzewnętrznione. To uzewnętrznienie wiadomości pozwala na wymianę myśli, a więc na udzielenie informacji. Wobec tego pytania sprawdzające poziom wiadomości powinny odpowiadać na pytanie co wie, jak zapamiętuje oraz jak udziela informacji?. Przechowywanie - zapamiętywanie powinno 23 Niemierko B.: Testy osiągnięć szkolnych. Podstawowe pojęcia i techniki obliczeniowe, Warszawa, s

45 dotyczyć tylko tych informacji, które mają istotne znaczenie dla kształtowania określonych umiejętności (uczeń powinien być przekonany o potrzebie wybierania z tekstowych źródeł wielu informacji bez konieczności ich zapamiętywania). 24 kształcenie kształcenie wiadomości Sądy analitycznoopisowe kształcenie Istotną cechą posiadanej i wytwarzanej wiedzy jest systematyczność. Interpretację pojęcia systematyczności przyswajanych wiadomości i kształtowanych umiejętności, a dotyczącą ciągłości wiedzy, braku luk oraz logicznych powiązań elementów wiedzy należy, w aspekcie kształcenia wielostronnego, wzbogacić w nowe elementy. O systematyczności wiedzy będzie więc informować znajomość jej struktury, tj. znajomość podstawowych pojęć wchodzących w skład danego zakresu wiedzy (powiązanych ze sobą w strukturę odpowiadającą danemu przedmiotowi lub procesowi) oraz możliwość włączenia do tej struktury nowych wiadomości. ciągłość brak luk SYSTEMATYCZNOŚĆ WIEDZY Znajomość struktury wiedzy Włączenie do struktury wiedzy szczegółowych (nowych) wiadomości 24 Okoń W.: Wprowadzenie do dydaktyki ogólnej, PWN Warszawa

46 Z powyższego wynika, iż wymagania dla uczącego się dotyczące systematyczności wiedzy można zobrazować następująco: Systematyczność wiedzy Jak formułuje plan informowania? Jakie zagadnienia szczegółowe składają się na treść tego o czym informuje? Jak włącza do planu wiadomości, które aktualnie przyswoił lub przyswoi w przyszłości Rozważania na temat systematyczności wiedzy umożliwiają sformułowanie następującego wniosku: o systematyczności wiedzy nie decyduje ilość przyswojonych informacji lecz znajomość podstawowych pojęć, definicji, zasad itd., które potrafi się ułożyć według struktury odpowiadającej tematowi lub problemowi oraz włączyć do tej struktury nowe informacje. 25 Systematyczność wiedzy Pojęcie Definicje Twierdzenie Struktura tematu problemu Nowe informacje Argumenty 25 Okoń W.: System dydaktyczny., op. cit. s

47 Drugą istotną cechą wiedzy jest jej trwałość. W zasadzie świadczy o niej umiejętność udzielania informacji po upływie pewnego czasu od chwili przyswojenia określonych wiadomości. Tę interpretację pojęcia trwałości w świetle poprzednich rozważań należy wzbogacić o następujące elementy, przedstawione poniżej: Trwałość wiedzy Ilość szczegółowych informacji Otworzenie elementów wiadomości mających wartość dla danego problemu lub nowego zakresu wiadomości Przechowywanie informacji stanowiących podstawę dalszego kształcenia Porządkowanie informacji z różnych punktów widzenia Z powyższych rozważań wynika, iż utrwalenie treści kształcenia jest nie tylko procesem przechowywania informacji, ale równocześnie procesem odrzucania informacji zbędnych. Kontrola zasobu wiedzy uczącego się to badanie umiejętności udzielania informacji, uzasadniania planu, informowania - wyjaśniania, włączania nowych informacji oraz ich porządkowania z punktu widzenia różnych problemów. 26 Kontrola osiągnięć uczącego się Kryterium: zasób wiedzy Udzielanie informacji Uzasadnienie planu Włączanie nowych informacji Porządkowanie informacji 26 O nowoczesną dydaktykę, Praca zbiorowa pod redakcją J. Janiszewskiej i Cz. Kupisiewicza, Warszawa. s

48 Ważnym elementem wykształcenia jest umiejętność rozpoznawania przedmiotów, zjawisk, procesów oraz umiejętność wyjaśniania i uzasadniania decyzji wyboru lub pomysłu rozwiązania określonego problemu. Te układy umiejętnościowe należy diagnozować poprzez formułowanie zadań sproblematyzowanych, określających również poziom umiejętności stosowania przyswojonych wiadomości i ukształtowanych umiejętności w sytuacjach typowych i iście nowych. Istotnym elementem umiejętnościowym jest również wartościowanie - orzekanie, czy sposób rozwiązania problemu jest zgodny z obowiązującymi zasadami?, czy dany przedmiot, zjawisko lub proces jest prawidłowy (zgodny z danym prawem, normą)? Badanie umiejętności wartościowania (oceniania) można rangować na różnych poziomach trudności: 1. Nauczyciel określa przedmiot oceny oraz normy, prawa, zasady i sposoby oceniania. 2. Nauczyciel prosi uczącego o dokonanie oceny przedmiotu, zjawiska, procesu lub pomysłu rozwiązania problemu z określonego punktu widzenia. Uczący się musi sam wybrać właściwe prawo, zasadę, normę, a ogólnie sposób oceniania. 3. Uczący się dokonuje przeglądu wielu możliwości wartościowania danego przedmiotu, zjawiska, procesu lub pomysłu rozwiązania problemu oraz wybiera optymalną metodę wartościowania. Badanie umiejętności wartościowania I stopień trudności Nauczyciel określa przedmiot wartościowania i jednostkę pomiaru II stopień trudności Samodzielny wybór normy, zasady, prawa do oceny z określonego punktu widzenia III stopień trudności Samodzielny wybór najbardziej wartościowego punktu widzenia na dany przedmiot, zjawisko 48

49 Szczególnie istotnym elementem układu umiejętności jest umiejętność planowania przez uczącego się, tj. umiejętność wyboru właściwej zasady, reguły postępowania oraz znajomość struktury czynności, które wynikają z tej zasady - reguły. Badanie poziomu tych umiejętności wynika z treści czwartej kategorii dydaktycznej (składnik strukturalny wiedzy - norma, sądy normatywne, droga uczenia się przez działanie). Zadania badające poziom umiejętności planowania mogą dotyczyć, między innymi: toku postępowania w danych warunkach, planowania wartościowania i wyboru drogi według danej zasady. Istotnym zagadnieniem jest również badanie poziomu umiejętności samodzielnego przyswajania wiadomości i samodzielnego kształtowania umiejętności w oparciu o różne źródła informacji. Powyższe rozważania na temat kontroli wyników kształcenia w świetle koncepcji kształcenia wielostronnego, a zwłaszcza nierozerwalnie związane z organizacją procesu uczenia się z zastosowaniem metod stymulujących proces myślowy uczącego się w ramach kształcenia formalnego lub pozaformalnego. Tymi metodami są przede wszystkim metody projektowe, metody odroczonego wartościowania, gry dydaktyczne. Podczas rozwiązywania problemów mamy do czynienia z dwoma podstawowymi procesami myślowymi: wytwarzanie pomysłów rozwiązania (generator pomysłów) i weryfikacja tych pomysłów (ewaluator pomysłów). Te dwa procesy myślowe mogą być reprezentowane sądami opisowoanalitycznymi, wyjaśniającymi, oceniającymi i normatywnymi. Informacje dostarczane uczniowi (dopływ informacji) oraz dwa wymienione procesy myślowe można przedstawić w następującym układzie: publikatory wiedzy nauczyciel publikatory wiedzy nauczyciel Informacje Informacje Wytwarzanie pomysłów Pomysły Weryfikacja pomysłów Rozwiązanie 49

50 Wydaje się, iż znajomość przez nauczyciela struktury czynności myślenia w sytuacjach problemowych oraz technik oddziaływań na postawy badawcze, operacyjne i wynalazcze twórcze uczących się staje się obecnie szczególnie ważna ze względu na modyfikacje programowe i strukturalne w szkolnych systemach kształcenia formalnego. EDUKACJA DLA ZDATNOŚCI Nurt konstruktywistyczny w edukacji, a zwłaszcza rozważania na temat samodzielności, wytwarzania wiedzy, kreatywności, wytwarzania pomysłów rozwiązywania problemów, czynności nauczyciela tutora i facylitatora oraz kształcenia wielostronnego wskazują na potrzebę budowania podsystemów: edukacji dla zatrudnienia (kształtowanie gotowości do wielokrotnego zmieniania kwalifikacji, kształtowanie umiejętności uczenia się, kształtowanie postawy przedsiębiorczej), edukacji dla życia i edukacji dla świata, (uczenie się jak żyć, edukacja humanistyczna i edukacja techniczna), edukacji dla własnego rozwoju (współdziałanie z innymi, uczenie pracy zespołowej, kształcenie wielostronne), edukacji dla przyjemności, edukacji dla samodzielności (osiąganie kwalifikacji ponadzawodowych, kształtowanie umiejętności funkcjonalnych). 27 Interesująca i ważna dla rozważań na temat konstruktywizmu w edukacji jest koncepcja EDUKACJI DLA ZDATNOŚCI łączącej wyróżnione podsystemy edukacji dla Zdaniem M. Gawrysiaka punktem wyjścia w koncepcji edukacji dla zdatności jest technika. Technika jako praktyczna metoda, która umożliwia nam wysunąć się ponad zwierzęta i tworzyć nie tylko nasze środowisko, nasze pożywienie, nasze wygody i nasze środki zdrowia, podróżowania i komunikacji, a także nasze sztuki malarstwo, rzeźbę, muzykę i literaturę. Wszystkie te rzeczy są wynikiem ludzkiej ZDATNOŚCI DO DZIAŁANIA. 28 Edukacja dla zdatności to wspieranie i rozwijanie w ludziach kompetencji, radzenia sobie z własnym życiem, 27 Gawrysiak M.: Edukacja, op. cit s tamże, s

51 twórczości i współpracy z innymi. Zdatność człowieka do działania to źródło czynności związanych z tworzeniem, badaniem, konstruowaniem, organizowaniem i zarządzaniem. ZDATNOŚĆ wywołuje działanie ZADANIOWE wspomagane optymalnie zorganizowaną edukacją zadaniową (identyfikacja zadania, wykonywanie zadania projektu, dochodzenie do struktury teoretycznej, uogólnienia zasady, procedury). Zdatność do działania powinna wynikać z treści standardu kwalifikacji (kwalifikacje ponadzawodowe). Znaczący wpływ na działanie zadaniowe mają zasoby osobowe (m.in. umiejętności i doświadczenie osiągnięte w szkole, poza szkołą i przed szkołą) oraz zasoby materialne (m.in. instrumentarium dydaktyczne). CEL DZIAŁANIE ZADANIOWE (badanie, konstruowanie, wytwarzanie itp.) OSIĄGNIĘCIA ZDATNOŚĆ DO DZIAŁANIA ZADANIOWEGO STANDARD KWALIFIKACJI ZAWODOWYCH Źródło: Gawrysiak

52 CELE DZIAŁANIE ZADANIOWE OSIĄGNIĘCIA ZASOBY OSOBOWE ZASOBY OSOBOWE MATERIALNE WIADOMOŚCI UMIEJĘTNOŚCI DOŚWIADCZENIE (w szkole, poza szkołą, przed szkołą) Źródło: Gawrysiak 1998 K. Kruszewski definiując zdatności jako potencjalne stany (sytuacje), w których potrafimy funkcjonować, radzić sobie i rozwiązywać problemy: Wszystko, czego człowiek nauczył się nosi nazwę zdatności, gdyż może przejawiać się w zachowaniu. Zdatności są to wewnętrzne stany umysłu osiągnięte dzięki uczeniu się. Kategorie wyników uczenia są tożsame z kategoriami zdatności. Jest dziewięć kategorii zdatności. Pięć kategorii składa się na umiejętności intelektualne: rozróżnienia, pojęcia konkretne, pojęcia abstrakcyjne (definicyjne), reguły proste, reguły nadrzędne (rozwiązania problemów). Dalsze kategorie to: strategie poznawcze, informacje werbalne, umiejętności motoryczne, postawy. DOMINUJĄCE WŁAŚCIWOŚCI PRACY NAUCZYCIELI EDUKACJI ZAWODOWEJ PROWADZONEJ W NURCIE KONTRUKTYWISTYCZNYM Dominujące właściwości pracy nauczycieli kształcenia przedzawodowego, prozawodowego i zawodowego trzeba rozważać na bazie złożoności problemów technologicznych, ekonomicznych i interpersonalnych, a także innych wyznaczników rewolucji naukowo-technicznej. Złożoność tych problemów wskazuje na potrzebę zapewnienia uczniowi odpowiedniej wiedzy ogólnozawodowej i możliwie 52

53 przystosowanej do przyszłych specjalizacji, ukształtowania takiego układu umiejętności umysłowych i praktycznych, które mogą być transferowane w nowych (zmieniających się) warunkach pracy zawodowej oraz osiągnięcia kwalifikacji ponadzawodowych, ogólnozawodowych i specjalistycznych wyznaczonych przez rynek pracy. Konieczność przekwalifikowywania się warunkach pracy zawodowej i dostosowywania się do zmieniających się zintelektualizowanych czynności pracownika o charakterze sterowniczym - wskazują na potrzebę ukształtowania u uczniów umiejętności rozwiązywania zadań decyzyjnych. Te umiejętności stają się szczególnie istotne w sytuacjach zawodowych, a ich kształtowanie wymaga wcielania uczniów w role decydentów w warunkach instytucjonalnego kształcenia prozawodowego, zawodowego. Powyższe rozważania wskazują na zasadność analizowania, organizowanego przez nauczyciela, procesu uczenia się uczniów w kategoriach procesów informacyjnodecyzyjnych. Istnieje bowiem ewidentna zależność między przygotowaniem ucznia do wykonywania czynności podejmowania decyzji a czynnościami decyzyjnymi nauczyciela szkoły zawodowej w organizacji procesu uczenia się uczniów. Ta, ważna właściwość staje się obecnie dominująca dla procesów kształcenia przedzawodowego, prozawodowego i zawodowego. Oprócz potrzeby ukształtowania umiejętności rozwiązywania zadań nieryzykownych (deterministycznych), a więc ukształtowania umiejętności podejmowania decyzji w warunkach pewności, w których każda alternatywa prowadzi do jednoznacznie określonych wyników, należy uwzględnić konieczność kształtowania przez nauczyciela takich umiejętności, jak: rozwiązywanie problemów decyzyjnych w warunkach awaryjnych poprzez indywidualne i grupowe podejmowanie decyzji; konstruowanie umysłowego modelu zadania, wartościowanie wyników, przewidywanie warunków determinujących wyniki (rozwiązywanie procesów przeddecyzyjnych); diagnozowanie zjawisk i procesów, planowanie - programowanie pracy; dokonywanie wyboru alternatywy (rozwiązywanie procesów stricte decyzyjnych). Wyżej sygnalizowane umiejętności rozwiązywania zadań decyzyjnych wskazują na potrzebę analizowania rozważanej właściwości pracy nauczyciela w kategoriach takich umiejętności pedagogicznych, które umożliwiają kształtowanie przez uczących się w ramach kształcenia formalnego i pozaformalnego, 53

54 umiejętności konstruowania umysłowego poprzez operacje porównywania, analizowania, wnioskowania i weryfikowania oraz konstruowania przedmiotowomanipulacyjnego zgodnie z analitycznymi, operacyjnymi i syntetycznymi stadiami postępowania podczas rozwiązywania problemów. Istotną właściwością działalności nauczyciela, która wynika z wyżej omówionej pracy nad przygotowywaniem ucznia do wykonywania czynności decyzyjnych, jest rozwiązywanie różnych sytuacji dydaktycznych w procesie nauczania-uczenia się dla potrzeb pełnienia roli facylitatora. Ta sytuacje można podzielić na dwie podstawowe grupy: sytuacje nieproblemowe, sytuacje problemowe. Czynności ucznia w sytuacjach nieproblemowych mają, w zasadzie, charakter reproduktywny. W sytuacjach problemowych następuje proces wytwarzania pomysłów. Zdaniem wielu psychologów (Bruner, Puszkin, Feldman i in.) proces wytwarzania nowych informacji ma charakter heurystyczny. W zasadzie każda działalność poznawcza -dydaktyczna i produkcyjna wymaga zastosowania metod heurystycznych. Na przykład operator maszyn musi wytwarzać pomysły rozwiązań sytuacji problemowych (decyzyjnych), które charakteryzuje określona różnica (sprzeczność) między aktualną pracą maszyny a pracą założoną (wynikającą z celu procesu pracy). Operator musi więc najpierw określić sytuację problemową, wytworzyć pomysł rozwiązania problemu i podjąć decyzję o kolejności realizacji różnych czynności. Wymaga to myślenia operatywnego (myślowe i praktyczne przetworzenie sytuacji produkcyjnej) i zastosowania heurystycznego programu rozwiązywania problemu, a więc metody heurystycznej, która umożliwia dokonanie oceny pomysłów rozwiązania i wyboru spośród nich rozwiązania optymalnego. Wyróżnione etapy działalności wskazują na podobieństwo czynności umysłowych pracownika do strategii gry (złożoność sytuacji, ograniczenie czasu, konieczność szybkiego rozwiązania problemu i działania wykonawczego). Działalność produkcyjna wymaga więc bardzo często rozwiązywania zadań poprzez stosowanie heurystyk specyficznych, czyli takich metod, które umożliwiają rozwiązywanie różnych problemów (reguły prakseologiczne, sposoby rozwiązywania zadań itp.). Metody heurystyczne umożliwiają stosowanie nie tylko reguł, zasad i programów, postępowania sprawdzonego (znanego), ale również intuicyjnego. W procesie dydaktycznym istotna rola przypada również metodom algorytmicznym, czyli niezawodnym przepisom, które określają jaki skończony ciąg operacji należy 54

55 kolejno wykonać, aby rozwiązać wszystkie zadania danej klasy. O ile wytwarzanie pomysłów rozwiązania problemów jest procesem wyłącznie heurystycznym, to weryfikacja (ocena i wybór pomysłów rozwiązania) może być zarówno procesem heurystycznym, jak i algorytmicznym. Z powyższych rozważań wynika potrzeba odwzorowywania w systemie nauczania-uczenia się (zajęcia lekcyjne i pozalekcyjne) naturalnych sytuacji wymagających wykonywania czynności o strukturze odpowiadającej czynnościom pracownika przedsiębiorstwa przemysłowego, handlowego lub usługowego. Kolejną więc, podstawową, właściwością pracy nauczyciela jest stosowanie takich strategii kształcenia, które przygotują ucznia do samodzielnego wytwarzania i weryfikowania pomysłów rozwiązań problemów, a w szczególności stosowania metod heurystycznych i algorytmicznych w celu przygotowania uczniów do rozwiązywania zadań zawodowych. Istotną właściwością pracy nauczyciela szkoły zawodowej, która koreluje z właściwościami wyżej omówionymi jest wdrażanie uczniów do zespołowego rozwiązywania problemów w obliczu faktu, że współcześnie większość złożonych zagadnień technicznych rozwiązują zespoły, a nie poszczególni ludzie (kwalifikacje ponadzawodowe). Podział pracy sprawia, że indywidualny wynik pracy robotnika staje się często anonimowy, bądź nieuchwytny (indywidualne zadania i ich wyniki łączą się w zadania i wyniki załóg, zespołów). Dewaluacja wieli treści technicznych wskazuje na konieczność sterowania procesem myślowym ucznia nie tylko na poziomie konkretów technicznych (na przykład poznawania budowy - konstrukcji, zasady działania i eksploatacji konkretnych maszyn i urządzeń), ale przede wszystkim na poziomie struktur - uogólnień, umożliwiającym konkretyzowanie wiedzy w sytuacjach technicznych, z którymi uczeń spotka się w przyszłości, w warunkach. pracy zawodowej. Przemiany w cechach ludzkiej pracy i w zadaniach zawodowych (mechatronizacja techniki), wskazują na konieczność treningowego traktowania w procesie dydaktycznym wielu treści kształcenia dotyczących budowy i działania konkretnych rozwiązań układów elektronicznych aparatów, urządzeń, maszyn i in. Oznacza to potrzebę opracowywania przez nauczyciela (wspólnie z uczniami) takich wniosków - uogólnień oraz takich przepisów algorytmicznych bądź programów o charakterze heurystycznym, które będą samodzielnie wykorzystywane przez ucznia podczas poznawania nowych maszyn i urządzeń - nowych procesów technologicznych. 55

56 Rewolucja informatyczna wskazuje, ponadto, na konieczność kształtowania przez nauczycieli umiejętności selekcjonowania i syntetyzowania informacji w celu odpowiedniej ich recepcji i racjonalnego, właściwego operowania tymi informacjami. Te umiejętności kształtowane przez nauczyciela szkoły zawodowej przygotowują ucznia do: panowania nad lawinowym przyrostem informacji, włączanie tych informacji - wiadomości do struktury wiedzy już przyswojonej, łączenie różnych informacji w odpowiednie całości, różnicowania informacji na podstawowe i pochodne oraz ich hierarchizowania według kryteriów ogólności, szczegółowości, ważności itd. Wobec powyższego - przygotowanie ucznia do samodzielnego poznawania i rozwiązywania różnych sytuacji, a więc wdrożenie uczniów do samokształcenia stanowi kolejną, istotną właściwość pracy nauczyciela kształcenia zawodowego. Odpowiednio realizowana rola sterująca (kierownicza) nauczyciela umożliwia ukształtowanie następujących umiejętności i sprawności intelektualnych w wyniku zorganizowanego procesu samokształceniowego: 1. Umiejętność korzystania z Internetu, podręczników, prac specjalistycznych i popularnonaukowych, piśmiennictwa praktyczno-użytkowego, słowników i encyklopedii, kart organizacyjnych; 2. Umiejętność korzystania z katalogów bibliotecznych opanowanie techniki bibliotecznej; 3. Umiejętność korzystania z pozatekstowych źródeł informacji takich, jak: tabele, wykresy zamieszczane w podręcznikach i w innych pracach praktycznoużytkowych, schematy itp.; 4. Umiejętność notowania i pisemnego opracowywania treści w postaci planu - konspektu, formułowania tez oraz odnotowywania informacji w różnych ujęciach (tabele, wykresy, schematy i in.); 5. Umiejętność ukierunkowanej obserwacji; 6. Umiejętność analizowania zjawisk oraz analizowanie informacji w celu ich selekcji (rozumienie treści, wartościowanie i klasyfikowanie informacji - segregacja informacji); 7. Umiejętność syntetyzowania informacji poprzez ich scalanie, korelowanie nowych informacji z wcześniej przyswojonymi, porządkowanie informacji 56

57 z różnych punktów widzenia, formułowanie planu przyswojonych informacji do zaprezentowania. Umiejętność selekcjonowania i syntetyzowania informacji technicznych jest bezpośrednio związana z umiejętnością abstrahowania, porównywania (doszukiwanie się relacji między informacjami, określanie analogii między treściami - rozpoznawanie struktury w sensie stosunków i zależności między treściami) oraz uogólnienia. Umiejętność wyprowadzania wniosków i uogólnień staje się w obliczu rewolucji informatycznej jedną z podstawowych w układzie umiejętności intelektualnych ucznia szkoły zawodowej, gdyż umożliwia stymulację procesu przyswajania nowej wiedzy technicznej (transfer zasad i podstaw - stosowanie zasad ogólnych umożliwiających rozpoznanie różnych problemów technicznych jako szczegółowych przypadków przyswojonej wcześniej zasady). Z analizy rozważanej właściwości pracy nauczyciela wynika, że wdrażanie do samokształcenia powinno być prowadzone poprzez odpowiednio zorganizowany proces komunikacji w układzie nauczyciel-uczeń (samokształcenie kierowane), oraz że powinno ono być wkomponowane w system edukacji zawodowej. Omówione grupy dominujących właściwości pracy nauczyciela szkoły zawodowej, tj. przygotowywanie ucznia do podejmowania decyzji (procesy informacyjno-decyzyjne w organizacji kształcenia zawodowego), stosowanie takich strategii kształcenia, które przygotowują ucznia do rozwiązywania zadań odwzorowujących zadania rozwiązywane w zakładach pracy, organizowanie uczenia się na drodze wynalazczej, przygotowanie ucznia do samodzielnego poznawania i rozwiązywania różnych sytuacji w obliczu dewaluacji wielu treści technicznych - mogą stanowić bazę informacyjną do wyeksponowania innych właściwości pracy nauczyciela szkoły zawodowej, które można wyrazić układem specyficznych czynności nauczyciela. W zależności od rodzaju zadania (przedmiotu) i wykonawcy (podmiotu) można wyróżnić następujące typy czynności: czynności, w których dominują funkcje orientacyjne odbioru informacji; czynności, w których dominują funkcje umysłowe (przetwarzanie informacji, abstrahowanie, uogólnienie itd.); czynności, w których dominują funkcje wykonawcze; czynności, w których udział trzech funkcji jest równy. Zagadnienie czynności nauczycielskich, w 57

58 tym również czynności dotyczących kształcenia zawodowego zostało opisane w literaturze przez J. Poplucza, T. Nowackiego i in. 29 Czynność według T. Nowackiego to działanie praktyczne, którego...wyniki uwidaczniają się bezpośrednio w postaci zmian w rzeczywistości. Dla potrzeb wyróżnienia kolejnych dominujących właściwości pracy nauczyciela szkoły zawodowej jest dokonanie podziału czynności na technologiczne główne, organizacyjne i pedagogiczne, a te ostatnie na: przygotowawcze (związane z planowaniem i z przygotowaniem warunków sprzyjających pomyślnemu, pod względem organizacji, przebiegowi zajęcia), motywujące (na przykład wcielanie uczniów w role zawodowe, indywidualizacja procesu kształcenia zawodowego, stosowanie pokazów, uwag i pochwał), informujące (wszystkie sygnały dotyczące realizacji zadań), naprowadzające (heurystyczne), kontrolne, korektywne (korygowanie czynności w stosunku do zamierzonego skutku), alternatywne Poplucz J.: Organizacja czynności nauczycielskich, Warszawa Nowacki T.: Podstawy dydaktyki., op. cit. s

59 Czynności technologiczne główne Czynności organizacyjne Czynności pedagogiczne w tym: m.in. przygotowawczozakończeniowe, pomocnicze, związane z bhp przygotowawcze informujące motywacyjne, naprowadzające heurystyczne, wspomagające korektywne - kadrowe Inne czynności, które nie są bezpośrednio związane z organizacją procesu uczenia się w ramach kształcenia formalnego i pozaformalnego Z analizy literatury omawiającej zagadnienia czynności nauczycielskich można sformułować następujące wnioski, które informują o najważniejszych właściwościach pracy nauczycieli praktycznego nauczania zawodu Zbiór czynności technologicznych, które są ujęte w planach działania praktycznego (w planach technologicznych - operacyjnych) według zaprojektowanej kolejności informuje o operacjach technologicznych. Każda operacja obejmuje szereg czynności złożonych według uzasadnionej kolejności, zaś czynności złożone zawierają sekwencje czynności prostych, na które składają się z kolei czynności elementarne, czyli zbiory ruchów; 2. Głównym cyklem czynności wykonania danego wytworu jest cykl technologiczny; 31 Szaniawski J.: Model i metoda, Warszawa

60 3. Wykonaniu każdej czynności technologicznej towarzyszą określone czynności organizacyjne, które można odpowiednio klasyfikować (dotyczy to zarówno handlu, usług, produkcji, projektowania, dokonywania pomiarów, wykonywania rysunków itp.); 4. Wykonanie każdej czynności technologicznej i organizacyjnej poprzedza cykl czynności intelektualnych, na które składają się procesy wytwarzania pomysłów planu działania praktycznego oraz ich weryfikacja teoretyczna. O niektórych właściwościach pracy nauczycieli teoretycznych przedmiotów zawodowych i praktycznego nauczania zawodu znakomicie informują sygnalizowane wyżej czynności technologiczne w powiązaniu z czynnościami iście organizacyjnymi, pomocniczymi oraz dotyczącymi bezpieczeństwa i higieny pracy, na przykład: przygotowanie materialnych warunków pracy (organizacja stanowisk pracy dydaktyczno-produkcyjnej), pokaz działania i obsługi urządzeń, kierowanie procesem pracy (między innymi wykonywanie wyrobu), zapoznawanie uczących się z przepisami bezpieczeństwa i higieny pracy i przepisami przeciwpożarowymi. Wiele czynności pedagogicznych (przygotowawczych, informujących, motywujących, naprowadzających, kontrolnych i korektywnych) określa z kolei inne swoiste cechy pracy nauczyciela szkoły zawodowej, na przykład: uszczegółowienie celów kształcenia i ich strukturyzacja, przygotowanie dydaktycznych środków pracy i innych środków dydaktycznych, w tym instrumentarium komputerowego, przygotowanie kart roboczych do kierowania wykonaniem prac kompleksowych, przygotowanie układu treściowego instruktażu i form kontroli oraz oceny prac normowanych i nienormowanych (czynności przygotowawcze), formułowanie informacji i jej przekształcanie oraz przekazywanie, sterowanie procesem myślowym ucznia na różnych poziomach poznawania, motywowanie zadaniowe (czynności informujące, motywujące), formułowanie zadań egzaminacyjnych (pomiar sumatywny), stosowanie czynności kontrolnych technicznych, stosowanie czynności wiążących się ze sferą uczenia pracy, stosowanie czynności alternatywnych ułatwiających osiągnięcie określonych celów kształcenia zawodowego (m.in. czynności korektywne). Do swoistych cech pracy nauczyciela szkoły zawodowej należą również te cechy, które wyrażają czynności poszerzające funkcjonowanie na stanowisku pracy. Należą do nich, między innymi: aktualizowanie treści kształcenia z uwzględnieniem najnowszych technologii wytwarzania w danej gałęzi gospodarki, wymagań 60

61 gospodarki rynkowej, przebudowy systemu ekonomicznego, robotyki, automatyki, mikroelektroniki, informatyki itd.; opracowywanie programów edukacyjnych w związku dużą dynamiką przemian w treściach kształcenia (współpraca z organami wiodącymi w zakresie zawodów odpowiadających poszczególnym dziedzinom gospodarki) i projektowanie treści kształcenia zawodowego z uwzględnieniem dominacji podstawowych idei podstaw techniki, technologii, ekonomiki i działalności zawodowej oraz projektowanie celów ogólnych, pośrednich i szczegółowych kształcenia; selekcjonowanie treści kształcenia - różnicowanie ich na podstawowe (niezbędne do podjęcia pracy w danym zawodzie) i pochodne bądź zmienne, które można poznawać w toku pracy zawodowej. Nauczyciel szkoły zawodowej posiada duże możliwości skutecznego oddziaływania na mechanizm wewnętrznie umotywowanej dyspozycji do uczenia się. 32 Ten mechanizm jest w zasadzie niezależny od nagród nie związanych bezpośrednio z działaniem. Nagrodą może być wykonanie wytworu lub samo działanie praktyczne. Podstawowym, wewnętrznie umotywowanym bodźcem do uczenia się jest bowiem ciekawość, która poprzez oddziaływania wychowawcze nauczyciela może być odpowiednio ukierunkowana. Ciekawość, jako istotny bodziec do uczenia się, powinna być przez nauczyciela kształcenia zawodowego przetworzona z charakteru chaotycznego w charakter stabilny (ukierunkowany). Istotnym, wewnętrznie umotywowanym bodźcem do uczenia się immanentnie tkwiącym w psychice ludzkiej, jest dążność do uzyskania kompetencji - zdatności. W przypadku czynności motorycznych będzie to zręczność, sprawność, biegłość, a ogólnie umiejętność wykonywania ściśle określonych operacji. Mechanizm motywacji kompetencyjnej szczególnie wpływa na kształtowanie, omówionych wcześniej, postaw innowacyjnych, badawczych i wynalazczych uczniów. Chęć bycia kompetentnym (zdatnym) może być na przykład odpowiednio wykorzystana przez nauczycieli podczas kształtowania podstawowych i wyższych umiejętności manipulacyjnych. Wydaje się, że motywacja kompetencyjna może być znakomicie kształtowana poprzez aprobatę, wzorcowe zachowanie dające satysfakcję uczniowi z procesu identyfikowania się bądź zbliżania się w swoich czynnościach do akceptowanego modelu. Mistrz w zawodzie - nauczyciel może więc spełniać rolę modelu kompetencji (wzorca kompetencji), gdy staje się modelem roboczym, 32 Poplucz J.: Organizacja czynności., op. cit. s

62 z którym każdy uczeń może nawiązać kontakt. 33 Pojęcie modelu nie powinno kojarzyć się ze wzorem do naśladowania, a raczej z partnerstwem, które jest wyrażane emocjonalną potrzebą przejmowania kwalifikacji. Taka interakcja między nauczycielem i uczniem tworzy kolejny, istotny bodziec do uczenia się, który można nazwać motywacją wzajemności. W odniesieniu do funkcji społeczno-wychowawczych można wyeksponować takie właściwości, jak: planowe organizowanie działalności uczniów w szkole i środowisku oraz przygotowanie uczniów do pełnienia ról społecznych, do przyjęcia norm i wartości funkcjonujących w życiu społecznym, wcielanie uczniów w role badaczy, wynalazców i w różne role zawodowe. Wśród właściwości pracy nauczycieli w odniesieniu do zadań związanych z wychowaniem rekonstrukcyjnym można wyróżnić, między innymi: kształtowanie u uczniów postaw twórczych, innowacyjnych, uformowanie potrzeb prospołecznych uczniów i przygotowanie uczniów do samorozwoju i samodoskonalenia, samorządności i do doskonalenia życia społecznego i stosunków międzyludzkich. Uogólniając powyższe rozważania można dla potrzeb modelowania systemu doskonalenia nauczycieli charakteryzować ich pracę jako: zgodną z ogólnymi i pośrednimi celami kształcenia i z zaprojektowanymi przez nauczyciela celami szczegółowymi, realizowaną z myślą o przygotowaniu uczniów do wykonywania zmieniających się zadań zawodowych, osiągania kwalifikacji ponadzawodowych, ogólnozawodowych, podstawowych dla zawodu i specjalistycznych, nastawioną na kształtowanie umiejętności umysłowych i praktycznych, które umożliwią samodzielne wytwarzanie i weryfikowanie pomysłów rozwiązań różnych problemów oraz na kształtowanie postawy badawczej i innowacyjnej wychowanków, nastawioną na uczenie podejmowania decyzji w różnych sytuacjach, uwzględniającą zainteresowania i możliwości psychofizycznych uczniów oraz motywującą uczniów do uczenia się i uzyskania określonych kompetencji (zdatności), nastawioną na kształtowanie postaw przedsiębiorczych, 33 Kaczor S.: Wychowanie pracownika obywatela na początku XXI wieku., w: Edukacja tradycje, rzeczywistość, przyszłość, (red.) Cz. Plewska. Szczecin

63 nastawioną na przygotowanie uczniów do samokształcenia - samodoskonalenia swoich umiejętności i do samorządności, organizowaną w wyniku prawidłowo zaplanowanych i wykonywanych czynności technologicznych, organizacyjnych i pedagogicznych. W podobny sposób można również kategoryzować dominujące właściwości innych obszarów pracy dydaktyczno-wychowawczej nauczycieli, które zostały opisane dla potrzeb wyróżnienia wskaźników modelowania oraz modyfikowania systemu kształcenia i doskonalenia nauczycieli. 63

64 Bibliografia 1. Bonstingel J.: Szkoły jakości, Warszawa Bruner J. S.: Proces kształcenia, Warszawa Bruner J. S.: W poszukiwaniu teorii nauczania, Warszawa Gawrysiak M.: Edukacja metatechniczna, Radom Kozielecki J.: Zagadnienia psychologii myślenia, Warszawa Marody M.: Sens teoretyczny a sens empiryczny pojęcia postawy, Warszawa Moos J.: Kształcenie modułowe w szkolnych systemach edukacji, Łódź Moos J.: Innowacje pedagogiczne w praktyce szkolnej, Łódź Nowacki T.: Wprowadzenie do dydaktyki ogólnej, Warszawa Niemierko B.: Pomiar wyników kształcenia zawodowego, Warszawa Niemierko B.: Testy osiągnięć szkolnych. Podstawowe pojęcia i techniki obliczeniowe, Warszawa Okoń W.: Podstawy wykształcenia ogólnego, Warszawa Okoń W.: Wprowadzenie do dydaktyki ogólnej, Warszawa Okoń W.: System dydaktyczny, Warszawa Poplucz J.: Organizacja czynności nauczycielskich, Warszawa Plewka Cz. (red.): Edukacja - tradycje, rzeczywistość, przyszłość, Szczecin Pietrasiński Z.: Ogólne i psychologiczne zagadnienia innowacji, Warszawa Tomaszewski T.: Psychologia, Warszawa Symela K. (red.): Skuteczność kształcenia modułowego w Polsce, Radom Szaniawski J.: Model i metoda, Warszawa Śliwerski B.: Konstruktywizm w edukacji (na prawach rękopisu), Łódź Śliwerski B. (red.): Pedagogika, Gdańsk

65 LESZEK KURAS MECHATRONIZACJA RYNKU PRACY ZAPOTRZEBOWANIE NA KWALIFIKACJE MECHATRONICZNE W KONTEKŚCIE PROCESÓW ROZWOJOWYCH W WOJEWÓDZTWIE ŁÓDZKIM I W POLSCE 34 Poszukiwanie i dostrzeganie związków pomiędzy gospodarką, rynkiem pracy i edukacją stanowi dziś konieczny warunek skutecznego zarządzania systemem kształcenia oraz karierą zawodową poszczególnych osób. Dynamiczne zmiany w obszarze technologii, których jesteśmy świadkami sprawiają, że przekształceniu ulega charakter rynku pracy. Pewne kwalifikacje i zawody stają się mało przydatne, bądź w ogóle nieadekwatne wobec nowych warunków techno-gospodarczych, na inne natomiast - zapotrzebowanie stale rośnie. Ze względu na konieczność ustawicznego monitorowania procesów zachodzących w obszarze edukacji i na rynku pracy, w Łódzkim Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego utworzono Obserwatorium Rynku Pracy dla Edukacji, którego głównym zadaniem jest dostarczanie informacji na temat zapotrzebowania na określone zawody i kwalifikacje na regionalnym rynku pracy, w szczególności w kontekście sprostania tym oczekiwaniom przez system edukacji. Działalność Obserwatorium skupiona jest w głównej mierze na analizie relacji zachodzących w układzie edukacja rynek pracy. Wydaje się, iż obserwowanie zachodzących sprzężeń zwrotnych powinno być podstawową wskazówką kształtowania polityki edukacyjnej i polityki rynku pracy w Regionie Łódzkim. Rzetelna, wiarygodna i szybka informacja jest tym istotniejsza, że Łódź i województwo są obszarem wciąż trwającej transformacji gospodarczej. Mimo, iż przemysł włókienniczy i odzieżowy nadal stanowią istotną gałąź gospodarki regionu, to trzeba zauważyć, iż swoistą monokulturę przemysłową zastąpiła wielość branż. Jednocześnie, nie w pełni ukształtowany został jeszcze nowy profil gospodarczy województwa. Jak wynika z opracowanych na zlecenie instytucji samorządowych 34 Materiał prezentowany podczas otwarcia Regionalnego Ośrodka Edukacji Mechatronicznej w ŁCDNiKP

66 strategii rozwoju regionu, branżami wiodącymi są (bądź miałyby się stać): logistyka, energetyka, nowoczesne technologie (IT i AGD), BPO. Mówi się także o rozwoju nowoczesnych technologii włókienniczych i odzieżowych, biotechnologii, biorolnictwie, itp. Naturalna dla transformującej się gospodarki dynamika rynku pracy (powodowana tu zarówno zmianami o charakterze globalnym, jak i lokalnym) sprawia, że tym ważniejsza staje się informacja o mających miejsce przeobrażeniach, która dostarczana jest instytucjom odpowiedzialnym za projektowanie systemu kształcenia. Zachodzące i prognozowane zmiany w strukturze gospodarczej województwa, jak również przemiany technologiczne o zasięgu globalnym sprawiają, iż kwalifikacjami o szczególnym znaczeniu stają się dzisiaj te związane z obsługą nowoczesnych technologii wykorzystywanych w przemyśle. Pracownikami szczególnie poszukiwanymi na rynku pracy są już nie tylko specjaliści z zakresu szeroko pojętej informatyki, czy też jej dziedzin: programowania, grafiki, bądź administrowania sieci, ale także m.in. mechatronicy oraz automatycy. Obserwowane zjawisko mechatronizacji techniki sprawia, że wzrasta zapotrzebowanie rynku pracy na specjalistów z różnych obszarów: począwszy od tych potrafiących zaprojektować i pokierować wykonaniem instalacji automatyki przemysłowej oraz jej obsługą, po mechaników, którzy mogą dokonać naprawy naszpikowanego elektroniką samochodu. Tym, co cechuje mechatronikę jest interdyscyplinarność. Mechatronika to bowiem połączenie takich dziedzin jak: elektronika, mechanika, automatyka, elektryka oraz informatyka, a jej zastosowania znajdziemy dziś w tak rozmaitych dziedzinach jak: przemysł zabawkarski, przemysł ciężki czy high-tech. Na szczególne znaczenie mechatroniki wskazują m.in. prof. Sławomir Wiatr i Krzysztof Smółka pisząc, iż mechatronika dla laików to magia, wtajemniczeni wiedzą, że właściwie w każdym urządzeniu małym i dużym od automatycznych drzwi do robotów przemysłowych są urządzenia konstruowane przez mechatronika 35. Janusz Moos zauważa z kolei, powołując się na materiały Loughborough University, że mechatronika jest filozofią w zakresie projektowania, która wykorzystuje synergiczną integrację mechaniki, elektroniki i technik komputerowych dla otrzymania 35 Wiak S., Smółka K., Mechatronika kształcenie multidyscyplinarne a potrzeby rozwojowe gospodarki, [w:] B. Piasecki, K. Kubiak, Mechatronika. Przewodnik przedsiębiorcy. Regionalny foresight technologiczny, SWSPiZ, Łódź

67 zaawansowanych technologicznie urządzeń i systemów 36. Można powiedzieć, że mamy w tym przypadku do czynienia z systemowym podejściem do mechatroniki. Mechatronika to dziedzina, która wymaga zarówno rozległej wiedzy z wielu dziedzin, szeregu kwalifikacji praktycznych, jak i umiejętności ich integracji w celu wykonania określonego zadania. Skoro zatem cały współczesny świat zaczyna opierać się na mechatronice, nie są zaskakującymi prognozy wskazujące, iż zawód mechatronika (i zawody powiązane) jest zawodem przyszłości 37. Warto przy tym zauważyć, iż już dzisiaj można zaobserwować utrzymujące się na wysokim poziomie zapotrzebowanie na specjalistów z tego zakresu. Jak wynika z danych uzyskanych w oparciu o projekt analityczno-badawczy: Jaki pracownik jaki zawód? Analiza internetowych i prasowych ofert pracy, który realizowany był od listopada 2009 roku do kwietnia 2010 roku w Obserwatorium Rynku Pracy dla Edukacji w ŁCDNiKP, zawody: mechatronika, automatyka, elektronika, operatora CNC, należały do grupy zawodów częściej poszukiwanych przez pracodawców w ramach takich sekcji 38 jak: produkcja, instalacja, utrzymanie, serwis oraz inżynieria, konstrukcja, technologia. Trzeba przy tym zwrócić uwagę na kilka faktów. Po pierwsze, stosowane przez pracodawców nazewnictwo zawodów nie zawsze odpowiadało nazewnictwu przyjętemu w Polskiej Klasyfikacji Zawodów i Specjalności na potrzeby rynku pracy, co niejednokrotnie utrudniało prawidłową identyfikację danej oferty pracy. Po drugie, często dopiero szczegółowa analiza treści ogłoszenia, pozwalała określić rzeczywiste zapotrzebowanie pracodawcy na kwalifikacje pracownika. Przykładowo bowiem, w ogłoszeniach o naborze na takie stanowiska jak: elektryk czy też mechanik, a więc zgodnie z informacją wyjściową (nazwa poszukiwanego zawodu) nie mających nic wspólnego z koniecznością znajomości zagadnień związanych z automatyką czy też mechatroniką, znajdowały się informacje o wymaganiach tego 36 Moos J., Modelowanie systemu edukacji mechatronicznej, [w:] B. Piasecki, K. Kubiak, Mechatronika. Przewodnik przedsiębiorcy. Regionalny foresight technologiczny, SWSPiZ, Łódź Więcej na ten temat: Rogut A., Piasecki B., (2008), Delphi. Technologie przyszłości, Społeczna Wyższa Szkoła Przedsiębiorczości i Zarządzania, Łódź; Kuras L., Stempień J., Tokarski J., (2010); Prognoza zatrudnienia w województwie łódzkim na lata , ŁCDNiKP, Łódź; Stoczek K., (2010), Kim zostać po studiach? Zawody przyszłości, 38 Wskazane nazwy sekcji odpowiadają terminologii stosowanej na stronie internetowej która stanowiła źródło danych we wskazanym projekcie. 67

68 rodzaju w stosunku do kandydata do pracy 39. Wreszcie po trzecie, wskazane wyżej przykłady nie wyczerpały całego katalogu poszukiwanych przez pracodawców zawodów i kwalifikacji, związanych z szeroko pojętą mechatroniką. Szczegółowa informacja na temat poszukiwanych przez pracodawców specjalistów w zakresie mechatroniki została zaprezentowana w tabeli 1. Sekcja Produkcja Tabela 1. Zapotrzebowanie pracodawców na zawody i kwalifikacje zawodowe w obszarze mechatroniki w wybranych sekcjach [przykłady] Sekcja Instalacja, utrzymanie, serwis Sekcja Inżynieria, konstrukcja, technologia Nazwa zawodu Automatykelektromechanikmechatronik Technik automatyk ds. automatycznego magazynu Projektant w branży automatyki wysokiego składowania Programista CNC Specjalista ds. automatyki i elektroniki Automatyk w dziale utrzymania ruchu Operator CNC Elektryk-automatyk Technolog programista CNC Elektromechanik Mechanik Mechatronik Technik automatyk Elektronik Źródło: Jaki pracownik jaki zawód? Analiza internetowych i prasowych ofert pracy, Obserwatorium Rynku Pracy dla Edukacji w ŁCDNiKP, Łódź 2010 Zbadanie zapotrzebowania pracodawców na pracowników o określonych kwalifikacjach było także jednym z kluczowych celów badania: Potrzeby kadrowe pracodawców województwa łódzkiego, które było realizowane przez Obserwatorium w pierwszym kwartale 2010 roku. W wyniku analizy danych uzyskanych dzięki wymienionemu projektowi ustalono, iż wśród pracodawców występuje zapotrzebowanie na szereg zawodów związanych z obszarem mechatronicznomechaniczno-informatycznym. Pracodawcy odpowiadając na pytanie o plany zatrudnieniowe na najbliższe lata wskazywali, iż będą poszukiwać specjalistów m.in. w następujących zawodach: technik mechatronik, technik mechanik, technik elektryk, technik elektronik, monter elektronik, programista oraz mechanik maszyn i urządzeń przemysłowych. 39 Katalog szczegółowych wymagań pracodawców w wybranych zawodach zaprezentowany zostanie w aneksie do niniejszego artykułu. 68

69 Oprócz sprawdzenia planów zatrudnieniowych pracodawców województwa łódzkiego, jednym z kluczowych aspektów badania było określenie zapotrzebowania tychże pracodawców na kwalifikacje zawodowe pracowników. W związku z tym, zapytano ich o najtrudniejsze do pozyskania, na regionalnym rynku pracy, kwalifikacje zawodowe kandydatów do pracy. Wśród wymienionych znalazły się między innymi: obsługa maszyn i urządzeń, obsługa komputera, znajomość i wykorzystywanie nowoczesnych technologii, wykorzystywanie programów komputerowych przydatnych w zawodzie oraz technika mechatroniczna 40. Jak widzimy, pracodawcy wśród głównych deficytów kwalifikacyjnych pracowników z regionu łódzkiego wskazują te bezpośrednio związane z nowoczesnymi technologiami (w tym z mechatroniką). W tym kontekście, szczególnie mocno należy zatem podkreślić wagę kształcenia technicznego i zawodowego w wymienionych obszarach. Kluczowym wydaje się być uświadomienie uczniom i ich rodzicom istnienia na rynku pracy swoistej luki kompetencyjnej. Trzeba bowiem zauważyć, że z jednej strony, pracodawcy już od dłuższego czasu zwracają uwagę na fakt niedopasowania kwalifikacji i umiejętności praktycznych potencjalnych pracowników do wymagań stanowiskowych, z drugiej, jak zauważa prof. Krzysztof Jóźwik 41, rynek pracy byłby w stanie wchłonąć ok. 100 tysięcy osób z wykształceniem zawodowym, gdyby tylko kwalifikacje tych pracowników odpowiadały rzeczywistym oczekiwaniom pracodawców. Stąd też, zdaniem prof. Jóźwika, koniecznym jest uelastycznienie systemu edukacyjnego. Musi on szybciej reagować na nowe potrzeby rynku pracy, kształcąc specjalistów o kwalifikacjach, na które istnieje rzeczywiste zapotrzebowanie tegoż rynku. Można założyć, iż postulowane działania zapewnią zapełnienie rzeczonej luki kompetencyjnej, co z kolei zagwarantuje gospodarce regionu rozwój, a pracownikom posiadającym deficytowe dziś kwalifikacje i kompetencje pracę. Ostatnie zdanie można potraktować bądź jako utopijną wizję, oderwany od rzeczywistości postulat bądź jak opartą na głębokich przesłankach prognozę. Jeśli bowiem za prawomocne uznamy założenia mówiące o rozwoju gospodarki regionu w oparciu o między innymi takie branże jak: AGD, IT, energetyka, czy też logistyka to nieodzownym jest wykształcenie specjalistycznej kadry produkcyjnej średniego 40 Stempień J., (Ciepucha E. koord.), Potrzeby kadrowe pracodawców województwa łódzkiego. Raport z badań ankietowych, ŁCDNiKP, Łódź Nawiązuję tutaj do wystąpienia prof. Jóźwika w trakcie konferencji Dobry zawód pewna przyszłość, która odbyła się roku 69

70 szczebla, potrafiącej obsługiwać najnowocześniejsze programy, maszyny i urządzenia. Już dziś, wiele przedsiębiorstw, które dostrzegają konieczność uzupełniania własnych zasobów kadrowych o wysoko wykwalifikowanych pracowników, posiadających niezbędne umiejętności do sprawnego wykonywania zadań zawodowych, w ramach ich struktur, wspomaga system edukacyjny tworząc klasy patronackie, gdzie uczący się mają możliwość nabycia wiedzy i umiejętności, które będą niezbędnymi w przyszłej pracy zawodowej. Wydaje się, iż budowanie relacji system edukacyjny pracodawca jest w warunkach dynamicznego postępu technologicznego czymś nieodzownym i służącym wszystkim zaangażowanym w ten proces podmiotom, a więc uczniom i systemowi edukacyjnemu jako całości oraz pracodawcom. Wracając do zagadnienia popytu na zawody i kwalifikacje związane z obszarem mechatroniki i możliwość absorpcji pracowników o tych kwalifikacjach przez rynek pracy, warto odwołać się do danych Ministerstwa Pracy i Polityki Społecznej dotyczących zapotrzebowania na specjalistów w tych samych obszarach. W związku z dynamicznymi zmianami na rynku pracy w ostatnich latach, tzn. najpierw bardzo silnym spadkiem bezrobocia, spowodowanym wzrostem gospodarczym w Polsce, a później jego [bezrobocia] ponownym wzrostem, będącym wynikiem światowego kryzysu finansowego i gospodarczego, odwołam się jedynie do najnowszych i przez to zarazem porównywalnych danych dotyczących liczby ofert pracy zgłaszanych do powiatowych urzędów pracy w całej Polsce. W zestawieniu, obok zawodów stricte mechatronicznych ujęte zostały zawody powiązane z mechatroniką. Szczegółowe informacje dotyczącego tego zagadnienia prezentuje tabela 2. 70

71 Tabela 2. Zapotrzebowanie na specjalistów według zawodów i specjalności w obszarze mechatronicznym i zawodach spokrewnionych w końcu I półrocza 2009 i 2010 roku w Polsce Lp. Nazwa zawodu, specjalności Liczba ofert pracy zgłoszonych do Powiatowych Urzędów Pracy w Polsce I półrocze 2009 I półrocze Elektromonter układów pomiarowych i automatyki 2 Elektromechanik pojazdów samochodowych 3 Elektromechanik urządzeń chłodniczych 4 Elektromonter zakładowy Elektromonter instalacji elektrycznych 6 Elektromonter maszyn elektrycznych 7 Inżynier automatyki i robotyki Inżynier elektronik Mechanik automatyki przemysłowej i urządzeń precyzyjnych 10 Monter elektronik układy elektroniczne automatyki przemysłowej 11 Monter mechatronik Monter podzespołów i zespołów elektronicznych 13 Operator automatycznej linii obróbki skrawaniem 14 Operator obrabiarek sterowanych numerycznie 15 Operator robotów i 1 4 manipulatorów przemysłowych 16 Technik mechatronik Technik elektronik Technik informatyk Technik elektryk Technik mechanik Pozostali monterzy elektronicy Pozostali technicy elektrycy Źródło: Ministerstwo Pracy i Polityki Społecznej 71

72 Jak widać, w większości z wymienionych zawodów, w zestawieniu rok do roku, obserwujemy wzrost liczby dostępnych ofert pracy. W niektórych przypadkach (inżynier automatyki i robotyki, mechanik automatyki przemysłowej i urządzeń precyzyjnych, operator obrabiarek sterowanych numerycznie), obserwowany wzrost liczby ofert pracy, wyrażony zarówno w liczbach bezwzględnych, jak i w ujęciu procentowym jest szczególnie wyraźny. Dane te, jak sądzę, doskonale obrazują procesy, o których mówiliśmy wcześniej. Gospodarka opierająca się w coraz większym stopniu na najnowszej technologii potrzebuje specjalistów z tego zakresu i jest w stanie wessać niemal wszystkich pracowników dysponujących potrzebnymi kwalifikacjami. Na rosnące dzisiaj i prognozowane w przyszłości coraz wyższe zapotrzebowanie na specjalistów z zakresu nowoczesnych technologii (m.in. mechatroniki) wskazuje także szereg ekspertyz. Jak pisze prof. Zbigniew Gnutek, jeden z autorów Prognozy rynku pracy i zapotrzebowania na kwalifikację : W Polsce, podobnie jak w innych krajach, zawód mechanika będzie łączony z innymi umiejętnościami. Już obecnie daje się zauważyć potężne wzmocnienie zawodu mechanika poprzez informatyzację. Będzie ona dotyczyć zarówno projektowania, jak i wytwarzania oraz użytkowania maszyn. Rozwijać się będzie mechatronika, a w odniesieniu do procesów i maszyn energetycznych energotronika 42. W innym miejscu tego samego raportu prof. Gnutek zauważa, że: w przyszłości, w obszarze technologii mechanicznych i dotyczących budowy maszyn da się wyróżnić wiele nowych kierunków, takich jak: Automatyzację procesów wytwórczych, Unifikację podzespołów, Powstanie nowych energo- i materiałooszczędnych technik wytwarzania 43. Szczególną uwagę trzeba w tym miejscu zwrócić na pierwszą, spośród wskazanych przez prof. Gnutka, prognozowaną zmianę. Dalsza automatyzacja procesów wytwórczych będzie wymagała nowych umiejętności. Choć niektóre z tradycyjnych dzisiaj zawodów z obszaru mechaniki będą istniały w przyszłości 42 Gnutek Z., Analiza trendów w Polsce, Europie i na świecie dotyczących rynku pracy, w tym zapotrzebowania na nowe kwalifikacje i specjalizacje zawodowe w zakresie mechaniki i budowy maszyn, [w:] Teresa Kupczyk (red.), Prognozy rynku pracy i zapotrzebowania na kwalifikacje, Politechnika Wrocławska, Centrum Kształcenia Ustawicznego, Wrocław Gnutek Z., Analiza trendów, [op. cit] 72

73 w takiej samej (bądź podobnej do dzisiejszej) formie, to w zdecydowanej większości przemiany technologiczne będą w sposób rewolucyjny wpływały na zmianę profilu określonego zawodu. Dalsza informatyzacja i robotyzacja pracy to tylko kwestia czasu. Mechatronizacja procesów produkcji, to bowiem nie odległa wizja, lecz oczywista konsekwencja rozwoju technologicznego. Przywołane powyżej opinie, wskazujące na prognozowany wzrost zapotrzebowania na kwalifikacje mechatroniczne obrazują generalny pogląd wyrażany przez specjalistów zajmujących się rynkiem pracy. Zgodnie z nim, kwalifikacje tego rodzaju określane są mianem kwalifikacji przyszłości, co oznacza, że będą one szczególnie cenionymi na rynku pracy. Sformułowania takie jak 44 : <<listę nowych zawodów z dużą przyszłością otwiera mechatronik [ dla osoby poszukującej pracy niezwykle ważne jest posiadanie wiedzy o nowych możliwościach zatrudnienia, dlatego wychodząc naprzeciw tym potrzebom przedstawiamy krótką charakterystykę zawodów przyszłości: Fundraiser, Mechatronik, Mystery klient [ eksperci projektu prognozują, że w tej branży poszukiwani będą nadal ci, których już dziś brakuje: teleinformatycy i mechatronicy, a także eksperci sieciowi, specjalizujący się w projektowaniu, wdrażaniu i administrowaniu sieci komputerowych [ to tylko przykłady opinii potwierdzających rolę i znaczenie mechatroniki w najbliższej przyszłości. Wydaje się, iż zamieszczone w artykule dane powinny stać się ważną przesłanką zarówno dla młodzieży planującej swoją ścieżkę kariery, jej rodziców i wychowawców, jak również dla instytucji decydujących o obliczu i kierunkach rozwoju systemu edukacyjnego. Zarówno obecna sytuacja, z jaką mamy do czynienia w obszarze rynku pracy i gospodarki, jak również dające się przewidzieć zmiany, wskazują na wciąż rosnące zapotrzebowanie na specjalistów sektora nowoczesnych technologii. 44 Patrz: Śląski Rynek Pracy (

74 Bibliografia: 1. Gnutek Z., Analiza trendów w Polsce, Europie i na świecie dotyczących rynku pracy, w tym zapotrzebowania na nowe kwalifikacje i specjalizacje zawodowe w zakresie mechaniki i budowy maszyn, [w:] Teresa Kupczyk (red.), Prognozy rynku pracy i zapotrzebowania na kwalifikacje, Politechnika Wrocławska, Centrum Kształcenia Ustawicznego, Wrocław Klasyfikacja zawodów i specjalności na potrzeby rynku pracy, Ministerstwo Pracy i Polityki Społecznej, Publikacja zawiera rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Społecznej w sprawie klasyfikacji zawodów i specjalności na potrzeby rynku pracy oraz zakresu jej stosowania z dnia 27 kwietnia 2010 r., (Dz.U. Nr 82, poz. 537 z dnia r.), a także materiały uzupełniające, ułatwiające stosowanie tego narzędzia; - dostęp: roku 3. Kuras L., (Ciepucha E. koord.), Jaki pracownik jaki zawód? Analiza internetowych i prasowych ofert pracy, ŁCDNiKP, Łódź Moos J., Modelowanie systemu edukacji mechatronicznej, [w:] B. Piasecki, K. Kubiak, Mechatronika. Przewodnik przedsiębiorcy. Regionalny foresight technologiczny, SWSPiZ, Łódź Rogut A., Piasecki B., Delphi. Technologie przyszłości, SWSPiZ, Łódź Stempień J., (Ciepucha E. koord.), Potrzeby kadrowe pracodawców województwa łódzkiego. Raport z badań ankietowych, ŁCDNiKP, Łódź Stoczek K., (2010), Kim zostać po studiach? Zawody przyszłości, dostęp: Wiak S., Smółka K., Mechatronika kształcenie multidyscyplinarne a potrzeby rozwojowe gospodarki, [w:] B. Piasecki, K. Kubiak, Mechatronika. Przewodnik przedsiębiorcy. Regionalny foresight technologiczny, SWSPiZ, Łódź

75 ANEKS Oczekiwane przez pracodawców kwalifikacje pracowników w wybranych zawodach związanych z obszarem mechatronicznym. Elektryk uprawnienia elektryczne znajomość montażu i łączenia szaf sterowniczych biegła znajomość schematów elektrycznych (czytanie) i umiejętność samodzielnej pracy na ich podstawie (połączenia, montaż układów) doświadczenie w zakresie obróbki kabli znajomość automatyki przemysłowej i aparatury kontrolno-pomiarowej praktyczne doświadczenie w pracy na budowach w branży energetycznej dyspozycyjność wysoka kultura osobista znajomość języka obcego w stopniu komunikatywnym certyfikat SCC (VCA) Elektronik/elektryk umiejętność obsługi maszyn do produkcji PET I PE umiejętność obsługi maszyn rozlewniczych, sprężarek i chłodziarek umiejętność obsługi systemów sterowania Siemens znajomość automatyki i elektroniki uprawnienia do pracy na wysokości Elektryk/automatyk wykształcenie zawodowe/ średnie zawodowe 2 lata doświadczenia umiejętność posługiwania się dokumentacją elektryczną umiejętność identyfikacji awarii uprawnienia SEP do 1 kv badania do pracy na wysokości bardzo dobra znajomość układów pneumatyki bardzo dobra znajomość układów automatyki Elektromechanik Wykształcenie zawodowe/ średnie o kierunku elektryka lub mechanika 3 lata doświadczenia umiejętność czytania rysunku technicznego i schematów elektrycznych posiadanie uprawnień na eksploatację i dozór urządzeń elektrycznych, cieplnych, gazowych wiedza z zakresu automatyki, elektroniki, pneumatyki, chłodnictwa umiejętność pracy w grupie umiejętność organizacji pracy sumienność zdolność samodzielnego i kreatywnego rozwiązywania problemów Mechanik wykształcenie średnie techniczne doświadczenie w pracy z maszynami i urządzeniami pracującymi w oparciu o zaawansowane układy mechaniczne, pneumatyczne, hydrauliczne umiejętność identyfikowania i usuwania usterek 75

76 umiejętność czytania dokumentacji technicznych znajomość podstaw automatyki przemysłowej obsługa komputera znajomość języka angielskiego umiejętność organizacji pracy samodzielność dyspozycyjność Automatyk 3 lata doświadczenia znajomość zagadnień z zakresu elektroniki, energetyki, automatyki umiejętność projektowania, programowania, obsługi systemów sterowania: PLC, HMI, czujniki, falowniki, roboty przemysłowe biegłość w czytaniu schematów elektrycznych obsługa komputera (AutoCad) znajomość języka angielskiego umiejętność organizacji pracy uprawnienia SEP 1 kv Automatyk elektromechanik mechatronik wykształcenie średnie techniczne uprawnienia SEP do 1 kv praktyczne doświadczenie w pracy z maszynami pracującymi w ruchu ciągłym z wykorzystaniem układów sterowania opartych na PLC potwierdzona znajomość identyfikowania i usuwania usterek obsługa komputera zdolności komunikacyjne praca w grupie znajomość pneumatyki i hydrauliki siłowej 76

77 MAŁGORZATA SIENNA DORADZTWO ZAWODOWE DLA EDUKACJI MECHATRONICZNEJ 45 W Polsce podobnie jak w innych krajach systemy kształcenia stają się coraz bardziej otwarte, elastyczne i ściślej powiązane. Młodzież i dorośli zarówno w edukacji obowiązkowej jak i ponadobowiązkowej mają wiele możliwości wyboru. Możliwe jest kształcenie w systemie dziennym, wieczorowym, zaocznym, na miejscu lub na odległość, z własnej inicjatywy lub wynikające ze zobowiązań wykonywania pracy. W miarę, jak dostęp do edukacji staje się bardziej otwarty na drodze formalnej lub pozaformalnej zarówno młodzież jak i dorośli powinni mieć stały dostęp do przejrzystej i aktualnej informacji, by ich wybory były świadome i korzystne. W strukturze Łódzkiego Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego funkcjonuje Ośrodek Doradztwa Zawodowego, którego priorytetowym zadaniem jest wspieranie przede wszystkim szkół w tworzeniu i organizowaniu wewnątrzszkolnego systemu orientacji i poradnictwa zawodowego. Doradcy zawodowi Ośrodka są przygotowani do wykonywania zadań związanych z udzielaniem wsparcia zarówno młodzieży jak i osobom dorosłym w wyborze zawodu, kierunku kształcenia, doskonalenia zawodowego, podjęcia lub zmiany zatrudnienia. Posiadają oni wiedzę na temat możliwości kształcenia, świata zawodów, rynku pracy oraz usług informacji i poradnictwa zawodowego, nie tylko na szczeblu krajowym, ale także europejskim. Wychodząc z założenia, że uczniowie powinni łagodnie przejść z gimnazjum do szkoły ponadgimnazjalnej, a wybór, jakiego dokonają na tym etapie ma istotne konsekwencje dla dalszej edukacji i możliwości zatrudnienia, działania w zakresie doradztwa zawodowego najintensywniej prowadzone są na poziomie gimnazjum. Działania są ukierunkowane na uczniów, nauczycieli, rodziców po to, aby nauczyciele dysponowali większą wiedzą na temat rynku pracy i charakterystyk poszczególnych zawodów, pracodawcy byli coraz częściej zapraszani do szkoły, żeby rozmawiać 45 Materiał prezentowany podczas otwarcia Regionalnego Ośrodka Edukacji Mechatronicznej w ŁCDNiKP

78 z uczniami, a rodzice uczniów byli zaangażowani w szkolny program rozwoju kariery. Wiedza na temat rozwijających się dziedzin, branż ma istotny wpływ na wybór szkoły i zawodu. Ośrodek Doradztwa Zawodowego ŁCDNiKP współpracuje z pracodawcami, gdyż pełnią oni istotną rolę w tworzeniu systemu orientacji i poradnictwa zawodowego. Obecnie rejestrowane jest duże zainteresowanie kształceniem i doskonaleniem zawodowym w dziedzinie mechatroniki. Także w organizowanych przez Ośrodek konkursach zawodoznawczych dla uczniów szkół podstawowych O przyszłości marzę teraz oraz dla gimnazjów Zawody przyszłości króluje zawód mechatronik. Pracodawcy wskazują doradcom zawodowym braki w zatrudnieniu. Zgodnie z rankingiem najtrudniejszych do obsadzenia zawodów, który został przygotowany przez firmę Manpower 46 (przebadano 35 tysięcy pracodawców w 35 krajach) zarówno w Polsce, w Europie i na świecie największe problemy sprawia przedsiębiorcom pozyskanie wykwalifikowanych pracowników fizycznych. Trudności w naborze pojawiają się również w przypadku takich zawodów jak: technicy, inżynierowie, kierowcy, pracownicy księgowości i finansów. 10 najtrudniejszych do obsadzenia zawodów w Polsce Wykwalifikowani pracownicy fizyczni 2. Menedżerowie projektów 3. Szefowie kuchni/kucharze 4. Kierowcy 5. Pracownicy sekretariatu, asystenci dyrekcji, asystenci ds. administracji 6. Pracownicy hoteli i restauracji 7. Pracownicy księgowości i finansów 8. Inżynierowie 9. Pracownicy działów IT 10. Pracownicy recepcji

79 10 najtrudniejszych do obsadzenia zawodów w Europie 2010: 1. Wykwalifikowani pracownicy fizyczni 2. Przedstawiciele handlowi 3. Technicy (produkcji, procesu produkcji i utrzymania ruchu) 4. Kierowcy 5. Pracownicy księgowości i finansów 6. Inżynierowie 7. Szefowie kuchni/ kucharze 8. Pracownicy sekretariatu, asystenci dyrekcji, asystenci ds. administracji 9. Pracownicy działów IT 10. Lekarze i wykwalifikowany personel medyczny (z wyłączeniem pielęgniarek i pielęgniarzy) Europejskie Centrum Rozwoju Kształcenia Zawodowego przewiduje, że do 2015 roku europejska gospodarka wygeneruje około 1,5 miliona nowych miejsc pracy w zawodach wymagających tytułu inżyniera. Na rynku pracy brakuje absolwentów kierunków mechanicznych. Jak wynika z badań TNS OBOP szacuje się, że w 2013 roku do obsadzenia będzie ok. 18 tys. wakatów głównie w przemyśle. 48 Dziedziną, która rozwija się bardzo dynamicznie w ostatnich latach jest mechatronika. Pracodawcy chętnie współpracują z Łódzkim Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego oraz szkołami zawodowymi, gdyż doświadczają problemów związanych z zatrudnieniem specjalistów mechatroników. Ośrodek Doradztwa Zawodowego organizuje systematyczne spotkania w gimnazjach przedstawicieli przedsiębiorstw z uczniami i rodzicami. Włączenie się pracodawców w tworzenie klas patronackich w szkołach zawodowych skutkuje coraz większym zainteresowaniem gimnazjalistów osiąganiem kwalifikacji w tym obszarze kształcenia. Doradcy zawodowi współorganizują wycieczki zawodoznawcze do nowocześnie wyposażonych pracowni mechatronicznych ŁCDNiKP, w których prowadzone jest również kształcenie młodzieży i dorosłych w ramach współpracy ze szkołami. Zajęcia edukacyjne w wybranych jednostkach 48 Agnieszka Mazurek, Artur Brzyski: Sedlak & Sedlak, artykuł: Kształcenie na zamówienie 79

80 modułowych odbywają się dla uczniów zespołów szkół zawodowych nr 7, 9, 10, 17, 20, 22 oraz dla uczących się dorosłych Publicznej Policealnej Szkoły Nowoczesnych Technologii. Pracodawcy we współpracy z edukacją uczestniczyli w procesie tworzenia opisów standardów kwalifikacji zawodowych, które stanowią doskonałe źródło informacji o zadaniach zawodowych oraz koniecznych do ich wykonywania umiejętnościach na różnych poziomach kwalifikacji (ponadzawodowych, ogólnozawodowych, podstawowych dla zawodu i specjalistycznych). Szkoły zawodowe kształcą w następujących zawodach tej branży: monter mechatronik, technik mechatronik. Ścieżka rozwoju zawodowego jest bardzo interesująca. Absolwenci szkół zawodowych kształcących w wymienionych zawodach mogą podejmować pracę bezpośrednio po ukończeniu nauki w m. in. w przedsiębiorstwach produkujących urządzenia i systemy mechatroniczne oraz przedsiębiorstwach usługowo-naprawczych, są przygotowani do podejmowania działalności gospodarczej, mogą także kontynuować naukę w wyższej uczelni technicznej (w naszym regionie Politechnika Łódzka), kierunek mechatronika. Szkoły zawodowe mogą realizować program tradycyjny przedmiotowy albo modułowy zadaniowy. Wdrażanie modułowych programów kształcenia zawodowego stanowi jedną z dróg poprawy jakości usług edukacyjnych, pozwala na wykonywanie przez uczących się zadań zawodowych oraz ukształtowanie umiejętności zgodnie z potrzebami rynku pracy. Program modułowy obejmuje kształcenie ogólnozawodowe, zawodowe i specjalistyczne. Kształcenie ogólnozawodowe zapewnia orientację w zawodzie oraz ułatwia ewentualną zmianę zawodu. Kształcenie zawodowe ma na celu przygotowanie absolwenta szkoły do realizacji zadań na typowych dla zawodu stanowiskach pracy i stanowi podbudowę do specjalizacji zawodowej. Kształcenie specjalizacyjne ma na celu dostosowanie kwalifikacji absolwenta do potrzeb lokalnego i regionalnego rynku pracy. 80

81 W wyniku kształcenia w zawodzie monter mechatronik absolwent będzie umiał między innymi 49 : interpretować podstawowe zjawiska i prawa z zakresu mechaniki, elektrotechniki i elektroniki, czytać rysunki techniczne oraz schematy układów elektrycznych, elektronicznych, pneumatycznych i hydraulicznych, posługiwać się dokumentacją techniczną urządzeń i systemów mechatronicznych, posługiwać się podstawowym sprzętem i aparaturą kontrolno-pomiarową, montować i demontować instalacje, elementy i układy pneumatyczne i hydrauliczne, uruchamiać i obsługiwać podstawowe układy wykonawcze, sterujące i programujące urządzeń mechatronicznych, naprawiać i konserwować urządzenia i systemy mechatroniczne w podstawowym zakresie, użytkować oprogramowanie niezbędne do pracy urządzeń i systemów mechatronicznych, komunikować się w procesie pracy, organizować stanowisko pracy zgodnie z wymaganiami ergonomii, planować działalność gospodarczą. Technik mechatronik będzie umiał ponadto m.in.: opracować dokumentację techniczną urządzeń i systemów mechatronicznych, obliczać parametry charakteryzujące urządzenia i systemy mechatroniczne, nastawiać parametry urządzeń i systemów mechatronicznych, instalować i obsługiwać systemy sieciowe transmisji danych stosowanych w mechatronice, projektować i programować urządzenia i systemy mechatroniczne, dozorować pracę urządzeń i systemów mechatronicznych oraz oceniać ich stan techniczny, sporządzać protokoły uszkodzeń, awarii oraz dokonywanych napraw, porozumiewać się w języku obcym w zakresie wykonywanych działań. 49 Modułowy program nauczania monter mechatronik 725[03] do pobrania ze strony 81

82 Wymagania psychofizyczne właściwe dla zawodu technik mechatronik: ostrość wzroku, prawidłowe widzenie barw, koordynacja zmysłowo-ruchowa, sprawność ruchowa rąk, koncentracja i podzielność uwagi. Załącznik 1 Wykazy modułów z programów kształcenia zawodowego w zakresie mechatroniki 50 Wykaz modułów-zawód: monter mechatronik Ogólnozawodowe Moduł O1 Podstawy mechatroniki Moduł O2 Konstrukcje i technologie mechaniczne Zawodowe Moduł Z1 Budowa urządzeń i systemów mechatronicznych Moduł Z2 Montaż urządzeń i systemów mechatronicznych Moduł Z3 - Eksploatacja urządzeń i systemów mechatronicznych Specjalizacja Moduł S1 Eksploatacja sprzętu AGD Wykaz modułów- zawód: technik mechatronik Ogólnozawodowe Moduł O1 Podstawy mechatroniki Moduł O2 Technologie i konstrukcje mechaniczne Zawodowe Moduł Z1 Proces projektowania urządzeń i systemów mechatronicznych Moduł Z2 Technologia montażu urządzeń i systemów mechatronicznych Moduł Z3 Proces programowania i użytkowania urządzeń i systemów mechatronicznych Moduł Z4 Technologia napraw urządzeń i systemów mechatronicznych Moduł Z5 Język obcy zawodowy Moduł Z6 Praktyka zawodowa 50 Modułowy program nauczania monter mechatronik 725[03] 82

83 Specjalizacja Moduł S1 Proces programowania i użytkowania obrabiarek sterowanych numerycznie Załącznik 2 syntetyczny opis zawodu i zadania zawodowe ze Standardów kwalifikacji zawodowych dla zawodów monter mechatronik, technik mechatronik 51 Monter mechatronik Syntetyczny opis zawodu Monter mechatronik jest specjalistą, który swoje zadania zawodowe, polegające na montowaniu, uruchamianiu, użytkowaniu, konserwacji i naprawie urządzeń i systemów mechatronicznych, może wykonywać zarówno w niewielkich firmach usługowych, jak i dużych przedsiębiorstwach produkcyjnych. Prace wykonywane przez montera mechatronika związane są m.in. z mechaniką, energoelektroniką, informatyką, pneumatyką, hydrauliką, robotyką, techniką mikroprocesorową, automatyką. Zawód ten wymaga uzdolnień technicznych, zdolności do pracy indywidualnej, dobrego stanu zdrowia, dobrej koordynacji wzrokowo-ruchowej, sprawności manualnej, zwłaszcza zręczności palców i rąk, dobrego wzroku i rozróżniania barw. Z uwagi na duży stopień złożoności i wielofunkcyjność urządzeń mechatronicznych, montera mechatronika powinna charakteryzować spostrzegawczość, twórcze myślenie, koncentracja uwagi oraz odpowiedzialność. Zadania zawodowe Organizowanie własnego stanowiska pracy zgodnie z zasadami ergonomii, bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska. Zabezpieczanie materiałów, elementów i podzespołów niezbędnych do wykonywania montażu, napraw i konserwacji urządzeń i systemów mechatronicznych. Ustalanie zakresu prac montażowych oraz czasu ich trwania. Ustalanie zakresu napraw i prac konserwatorskich oraz czasu ich trwania. Wykonywanie montażu elementów, urządzeń i podzespołów elektrycznych w urządzeniach i systemach mechatronicznych

84 Wykonywanie montażu elementów, urządzeń i podzespołów pneumatycznych w urządzeniach i systemach mechatronicznych. Wykonywanie montażu elementów, urządzeń i podzespołów hydraulicznych w urządzeniach i systemach mechatronicznych. Wykonywanie montażu elementów konstrukcyjnych w urządzeniach i systemach mechatronicznych. Wykonywanie montażu elementów, podzespołów i urządzeń elektronicznych w urządzeniach i systemach mechatronicznych. Uruchamianie urządzeń i systemów mechatronicznych. Wykonywanie napraw, konserwacji oraz regulacji urządzeń i systemów mechatronicznych. Współpraca z przełożonymi oraz z innymi komórkami organizacyjnymi w zakresie realizacji zadań zawodowych. Monitorowanie pracy urządzeń i systemów mechatronicznych. Ocenianie jakości wykonywanych prac z zakresu montażu oraz napraw i konserwacji urządzeń i systemów mechatronicznych. Technik mechatronik Syntetyczny opis zawodu Technik mechatronik jest specjalistą o interdyscyplinarnych kwalifikacjach zawodowych łączących umiejętności mechanika, elektronika i informatyka. Pracownik w tym zawodzie obsługuje urządzenia mechatroniczne, które są nowoczesnymi systemami automatyki i cybernetyki, zdolnymi do porozumiewania się z człowiekiem poprzez przyjmowanie i wykonywanie złożonych instrukcji i poleceń. Urządzenia te charakteryzują się wielofunkcyjnością oraz inteligencją programową, dlatego wymagają systemowego podejścia do ich projektowania, uruchamiania i obsługi. Obsługa urządzeń i systemów mechatronicznych wymaga umiejętności podejmowania szybkich i trafnych decyzji, odpowiedzialności i podzielności uwagi. Technik mechatronik powinien posiadać duże uzdolnienia techniczne i matematyczne. 84

85 Technik mechatronik może wykonywać i nadzorować zadania zawodowe związane z: tworzeniem dokumentacji technicznej urządzeń i systemów mechatronicznych, projektowaniem i budowaniem układów sterowania urządzeń i systemów, projektowaniem procesu technologicznego obróbki i obróbką detalu na obrabiarce sterowanej numerycznie, montowaniem i demontowaniem urządzeń i systemów mechatronicznych, przygotowaniem układów i uruchamianiem urządzeń i systemów mechatronicznych, obsługiwaniem i naprawą urządzeń i systemów mechatronicznych, nadzorowaniem pracy osób obsługujących urządzenia mechatroniczne. Technicy mechatronicy mogą wykonywać prace na stanowiskach: techników dozoru technicznego, technologów produkcji i napraw, technologów i projektantów w zakresie przygotowania dokumentacji technicznej, operatorów obrabiarek sterowanych numerycznie, operatorów systemów i urządzeń mechatronicznych, techników w zakładach naprawy i serwisu sprzętu mechatronicznego. Zawód technika mechatronika stwarza duże możliwości zatrudnienia i tworzenia nowych miejsc pracy. Obserwuje się wzrost zapotrzebowania na specjalistów w tym zawodzie uznawanym za zawód perspektywiczny. Technicy mechatronicy wykonują wiele specjalistycznych zadań w przemyśle i energetyce, w rolnictwie i leśnictwie, medycynie i protetyce, żegludze, lotnictwie i nawigacji oraz w wielu innych obszarach praktycznych zastosowań technologii informatycznych bazujących na podzespołach mechanicznych, elektrycznych i elektronicznych. Technicy mechatronicy mogą prowadzić własne firmy produkcyjne i usługowe. Zadania zawodowe Pozyskiwanie, ocenianie i tworzenie informacji technicznej potrzebnej przy konstruowaniu i użytkowaniu urządzeń i systemów mechatronicznych. Dobieranie materiałów i ośrodków roboczych do układów, urządzeń i systemów mechatronicznych. Projektowanie podstawowych układów, urządzeń i systemów mechatronicznych. Wykonywanie obróbki mechanicznej detalu na obrabiarce sterowanej numerycznie. Montowanie i demontowanie elementów mechanicznych urządzeń i układów mechatronicznych. 85

86 Dobieranie elementów oprzyrządowania układów elektrycznych, pneumatycznych i hydraulicznych w urządzeniach i systemach mechatronicznych. Instalowanie i testowanie sprzętu i oprogramowania informatycznego. Dokonywanie pomiaru wielkości elektrycznych i nieelektrycznych w urządzeniach i układach mechatronicznych. Montowanie i demontowanie układów elektrycznych, pneumatycznych i hydraulicznych w urządzeniach i systemach mechatronicznych. Badanie funkcji i nastawianie parametrów w układach mechatronicznych. Programowanie układów, urządzeń i systemów mechatronicznych. Uruchamianie, obsługiwanie i nadzorowanie pracy urządzeń i systemów mechatronicznych. Prowadzenie diagnostyki zapobiegawczej, wyszukiwanie błędów, usuwanie awarii w urządzeniach i systemach mechatronicznych. Naprawianie podstawowych elementów, układów i modułów urządzeń i systemów mechatronicznych. Organizowanie i nadzorowanie przebiegu prac montażowych i demontażowych układów, urządzeń i systemów mechatronicznych. Planowanie zakupu elementów i podzespołów do prac naprawczych i montażowych urządzeń i systemów mechatronicznych. 86

87 JANUSZ MOOS DZIAŁALNOŚĆ REGIONALNEGO OŚRODKA EDUKACJI MECHATRONICZNEJ W KONTEKŚCIE PRZEMIAN W EDUKACJI 52 Planowanie i zorganizowanie działalności Regionalnego Ośrodka Edukacji Mechatronicznej wynikało z założeń przemian w edukacji w obliczu mechatronizacji techniki. Te założenia można zakwalifikować do następujących grup tematycznych: 1) Zapewnienie jakości procesów edukacyjnych zorientowanych na uzyskiwanie przez uczących się efektów uczenia się. 2) Organizacja edukacji mechatronicznej jako systemu uczenia się poprzez wykonywanie projektów (zadań zawodowych). Aktualnie dokonywane zmiany w edukacji zawodowej znakomicie korespondują z istotą edukacji mechatronicznej edukacji interdyscyplinarnej dotyczącej analizy, syntezy i realizacji zintegrowanych urządzeń mechanicznoelektronicznych (systemów mechatronicznych) służących do zmieniania stanu materiałów i energii (technika mechatroniczna zorientowana jest przede wszystkim na metodę, inaczej niż to ma miejsce w technikach klasycznych mechanicznej, elektrycznej, czy elektronicznej zorientowanych przede wszystkim na produkt) 53. Te zmiany edukacyjne wynikają przede wszystkim z idei Europejskich i Polskich Ram Kwalifikacji, zaleceń Parlamentu Europejskiego, a także potrzeb rynku pracy. Szczególnie ważne dla tych ZMIAN są treści dokumentów dotyczące strategii organizacji procesów uczenia się przez całe życie oraz ustanowienia głównych celów polityki na rzecz uczenia się przez całe życie, między innymi: promowanie innowacyjności i kreatywności, ułatwianie transferu osiągniętych kwalifikacji i osiąganie nowych kwalifikacji, w tym ich aktualizacji 54. Istotę ZMIAN najlepiej sygnalizuje stwierdzenie, iż w centrum zainteresowania polityki 52 Materiał prezentowany podczas otwarcia Regionalnego Ośrodka Edukacji Mechatronicznej w ŁCDNiKP M. Gawrysiak, Analiza systemowa urządzenia mechatronicznego, Białystok 2003, s m.in. zalecenia Parlamentu Europejskiego z w sprawie ustanowienia Europejskich Ram Kwalifikacji i strategii uczenia się przez całe życie 87

88 edukacyjnej na rzecz uczenia się przez całe życie stawiana jest osoba UCZĄCA SIĘ, a nie instytucja lub system edukacyjny ) 55. Te stwierdzenia korelują z potrzebą marginalizowania paradygmatu w edukacji wynikającego z przekazywania wiedzy jako produktu od nauczyciela do nauczania i oczekiwania nauczyciela przekazania jemu przez ucznia przyswojonej wiedzy w celu oceny poziomu jej przyswajania. Ten paradygmat nauczania, a w konsekwencji przekazywania wiedzy przez nauczyciela implikuje metody ukierunkowane na przyswajanie gotowych informacji oraz w konsekwencji informuje o przeładowaniu szkoły formalnym, werbalnym nauczaniem i dominowaniu w niej statystycznej kultury edukacji 56. Rewolucja informatyczna, lawinowe przemiany w technologiach i technikach pracy, a w efekcie przemiany w organizacji pracy wymagają dostosowania EDUKACJI do rzeczywistości zewnętrznej i planowania rozwoju systemu edukacji na bazie antycypowanej rzeczywistości, a więc urealnienia ZMIAN EDUKACYJNYCH z pełnym uwzględnieniem paradygmatu w edukacji wynikającego z założeń pedagogiki konstruktywistycznej. Ten paradygmat to: uczenie się uczenia się, samodzielne pobieranie przez uczącego się informacji dla potrzeb rozwiązywania zadań problemów, wytwarzanie wiedzy przez uczących się w wyniku wykonywania przez nauczyciela czynności sterowniczych, a w szczególności czynności wynikających z pełnionych ról tutora, facylitator mentora, coacha, doradcy, trenera, uczenie się pracy w grupie, w tym grupowego rozwiązywania zadań zawodowych. Skrótowo charakteryzowany paradygmat konstruktywistyczny znakomicie ukazuje projektowaną edukację mechatroniczną jako proces uczenia się w grupie poprzez rozwiązywanie zadań, a w szczególności ukazuje tę edukację jako egzemplifikację wyżej sygnalizowanych ZMIAN w edukacji. 55 S. Sławiński, Europejskie i Krajowe Ramy Kwalifikacji, podstawowe informacje, Warszawa 2009, s Ważne są rozważania na temat sygnalizowanego paradygmatu w edukacji prof. Stanisława Dylaka, Bogusława Śliwerskiego, Łukasza Turskiego, Wiktora Osiatyńskiego (m.in. dyskusja Gazeta Wyborcza , artykuł prof. S. Dylaka w pracy Pedagogika w pokoju nauczycielskim red. prof. K. Kruszewski, 2000) 88

89 Mechatronika wyznacza konieczność pracy w grupach różnych specjalistów. Wyraziście ilustruje to poprzez wybrany przykład Marek Gawrysiak, W samochodzie osobowym obok części i napędów mechanicznych, mamy dziś ponad 100 napędów elektrycznych, hydraulicznych lub pneumatycznych i około 50 mikroprocesorów. Końca tego rozwoju nie widać. Pozostawienie tych zadań tylko czystemu mechanikowi, elektronikowi, czy informatykowi niewiele pomoże. Powinni oni pracować w zespole i umieć porozumiewać się. Informatyk i elektronik powinni znać podstawową wiedzę z zakresu budowy maszyn, dopiero wtedy można bowiem w zespole racjonalnie decydować i oceniać wspólne pomysły i rozwiązania. Wiedzę specjalistyczną należy przetworzyć w wynik pracy zespołu 57. Z pełnym przekonaniem eksponuję więc stwierdzenie M. Gawrysiaka, iż MECHATRONIKA STAJE SIĘ TECHNIKĄ OGÓLNĄ swego rodzaju metatechniką wiążącą takie dyscypliny jak budowę maszyn, elektrotechnikę, automatykę, elektronikę i informatykę, a edukacja mechatroniczna oprócz wymiaru interdyscyplinarnego ma również wymiar transdyscyplinarny. Już z tych rozważań wynika, iż specjalizacja mechatroniczna i inne elementy edukacji mechatronicznej mogą być wdrażane do praktyki edukacji zawodowej dotyczącej wielu branż (zawodów) oraz, że sygnalizowane wymiary edukacji mechatronicznej znakomicie korespondują z podstawowymi założeniami praktyki edukacyjnej dotyczącej uczenia się przez całe życie, odnoszącej się do osoby uczącej się i do założeń pedagogiki konstruktywistycznej. Konkretyzując to wnioskowanie w kategoriach ZMIANY trzeba edukację mechatroniczną rozważać w następujących wymiarach dydaktycznych: 1. Tworzenie warunków do organizacji uczenia się poprzez wykonywanie zadań zawodowych charakteryzujących interdyscyplinarny sens mechatroniki (uczenie się w systemie modułowym zadaniowym, integracja teorii i praktyki, zbliżenie procesu kształcenia do rzeczywistego procesu pracy, organizacja procesu uczenia się w jednostkach modułowych). 2. Monitorowanie rynku pracy w zakresie mechatroniki, określanie kwalifikacji zawodowych mechatronicznych aktualnie ważnych dla przedsiębiorstw i istotnych w najbliższej przyszłości, transportowanie rzeczywistych zadań 57 M. Gawrysiak, op. cit., s. 4 89

90 zawodowych wyznaczających czynności pracownicze do edukacji mechatronicznej. 3. Organizacja uczenia się poprzez wykonywanie przez uczących się PROJEKTÓW, a więc stosowanie przez organizatorów procesów edukacyjnych metod projektowych wraz z uczeniem się we współpracy. 4. Kształtowanie umiejętności samodzielnego uczenia się w ramach prowadzonej edukacji mechatronicznej poprzez pełnienie przez nauczycieli ról autorskich, w tym roli facylitatora coacha, trenera, doradcy, a więc również przygotowanie nauczycieli do wykonywania czynności wspierających procesy samodzielnego uczenia się. 5. Stosowanie w praktyce edukacyjnej procedur i zasad koncepcji konstruktywistycznej w procesach uczenia się osiągania przez uczących się kwalifikacji zawodowych w zakresie mechatroniki, w tym sterowania czynnościami uczenia się na drodze indukcyjnej, od zadania zawodowego (działania praktycznego) do uogólnienia (procedury postępowania, algorytmy, twierdzenia, zasady i in). 6. Kształtowanie gotowości uczącego się do wielokrotnego zmieniania i doskonalenia kwalifikacji zawodowych mechatronicznych, osiąganie wysokich poziomów elastyczności i mobilności zawodowej. 7. Kształtowanie umiejętności manipulacyjno-motorycznych w ramach szkolnej edukacji przedzawodowej, które umożliwiają diagnozowanie predyspozycji uczących się w gimnazjach do dalszego uczenia się w szkołach zawodowych. 8. Organizowanie kształcenia zdalnego, w tym stosowania metod webquest w procesie pobierania informacji z INTERNETU podczas rozwiązywania zadań. Edukację mechatroniczną jej stan aktualny i dalszy rozwój, w tym rozwój Regionalnego Ośrodka Edukacji Mechatronicznej trzeba rozważać w kontekście założeń polityki edukacyjnej dotyczącej uczenia się przez całe życie, odnoszącej się do osoby uczącej się. Wśród tych założeń, które mają szczególne znaczenie dla edukacji mechatronicznej, trzeba wyróżnić następujące: tworzenie warunków do uznawania efektów uczenia się w formalnym prowadzonym przez instytucję edukacyjną lub szkoleniową, w trybie pozaformalnym (dokształcanie, doskonalenie ukształtowanych 90

91 umiejętności, uczenia się w ramach edukacji obok szkoły, poza szkołą poprzez, na przykład, udział w kursach, warsztatach i innych zajęciach edukacyjnych organizowanych przez pracodawców i stowarzyszenia) i w trybie nieformalnym uczenia się (poza instytucjami edukacyjnymi, bez udziału nauczyciela - samouczenie się, doświadczenie osiągnięte w procesie pracy zawodowej); równorzędne traktowanie efektów uczenia się uzyskanych niezależnie od miejsca, czasu uczenia się i sposobu - trybu uczenia się (formalny, pozaformalny lub nieformalny tryb uczenia się); określanie kwalifikacji jako formalnego wyniku procesu oceny i walidacji, czyli potwierdzenia, iż dana osoba ucząca się osiągnęła efekty uczenia się zgodnie z określonymi standardami; promowanie idei uczenia się przez całe życie, w tym eksponowanie wartości uczenia się w różnych sytuacjach i okresach życia (faza wzrostu, faza poszukiwań, faza wczesnej dojrzałości zawodowej, faza konsolidacji obejmująca różne rodzaje aktywności zawodowej - od 65 roku życia i faza identyfikacji nowych możliwości działania w formie selektywnego uczestnictwa i obserwatora od 65 roku życia), w tym uczenia się poprzez praktykę. Z sygnalizowanych założeń wynika, iż najważniejsze jest to, co dana osoba wie i potrafi wykonać (co umie), a nie w jakiej instytucji (szkole, instytucji pozaszkolnej), czego i jak długo uczyła się. Sygnalizowane założenia znakomicie konsumuje edukacja mechatroniczna jako swoista edukacja mechatroniczna (interdyscyplinarny i transdyscyplinarny wymiar mechatroniki), która wyznacza cele edukacyjne, odmienne od odtwarzania i kultywowania na rzecz wytwarzania przez uczących się wiedzy i orientowania edukacji dla zdatności do działania 58. Właśnie termin zdatność znakomicie informuje o wewnętrznych stanach umysłu osiągniętych dzięki uczeniu się (kategorie wyników uczenia się są tożsame z kategoriami zdatności) por. M. Gawrysiak, Edukacja mechatroniczna, Radom 1998, s Do kategorii zdatności zalicza się wg K. Kruszewskiego umiejętności intelektualne (rozróżnienia, pojęcia konkretne, pojęcia abstrakcyjne-definicyjne, reguły proste, reguły nadrzędne rozwiązywanie problemów), strategie poznawcze, informacje werbalne umiejętności motoryczne, postawy; por. M. Gawrysiak, op. cit., s

92 Edukacja mechatroniczna w wymiarze interdyscyplinarnym staje się wartościowym przykładem edukacji dla zdatności do działania. Składnikami tej edukacji dla zdatności są: wiedza (deklaratywna, proceduralna, kontekstowa, faktograficzna), umiejętności jako zdolności do wykonywania zadań (kognitywne, praktyczne), doświadczenie (osiągnięte w szkole, poza szkołą, przed szkołą), cechy osobowe. Edukacja mechatroniczna jako również edukacja metatechniczna i edukacja dla zdatności do działania powinna łączyć ze sobą następujące podsystemy edukacji: edukacja dla samodzielności, edukacja dla zatrudnienia, edukacja dla własnego rozwoju, edukacja dla życia, edukacja dla świata, edukacja dla przyjemności 60. Jednym z najważniejszych modeli edukacyjnych, który orientuje system kształcenia na uczącego się, a nie na nauczyciela jest model szkoły jako miejsca uczenia się, a nie miejsca nauczania przez nauczyciela, model, w którym dominują metody projektowe (uczenie się poprzez wykonywanie projektów), metody synektyczne umożliwiające wytwarzanie przez uczących się pomysłów rozwiązań problemów i metod weryfikacji tych pomysłów oraz inne metody zorientowane na uczenie się poprzez wykonywanie zadań pobranych z rzeczywistego procesu pracy zawodowej (uczenie się w systemie modułowym). Dokonywane zmiany w systemie edukacji zawodowej trzeba więc rozważać w kontekście najważniejszej odpowiedzi Unii Europejskiej na współczesne wyzwania cywilizacyjne sformułowanej w formie zaleceń Parlamentu Europejskiego i Rady dotyczących Europejskich Ram Kwalifikacji, które stanowią bazę informacyjną do tworzenia Polskich Ram Kwalifikacji. W kraju podjęto prace nad RAMAMI KWALIFIKACJI w 2008 roku w ramach projektu Ministerstwa Edukacji Narodowej Opracowanie bilansu kwalifikacji i kompetencji dostępnych na rynku pracy w Polsce oraz modelu Krajowych Ram Kwalifikacji. Cele tych prac zostały sformułowane następująco: ułatwienie i stymulowanie, a docelowo dokonanie w Polsce przejścia z obecnego systemu edukacji (skupiającego główną uwagę na treściach, których ma się nauczać) do sytemu koncentrującego się na szeroko rozumianych efektach uczenia się, 60 M. Gawrysiak, op. cit., s

93 utworzenie systemu dogodnego dla realizacji idei uczenia się przez całe życie (ocena i walidacja uzyskanych efektów uczenia się również w trybie pozaformalnym i nieformalnym). Podstawowym elementem sygnalizowanych Ram Kwalifikacji jest układ ośmiu poziomów kwalifikacji, które stanowią ważne odniesienie umożliwiające porównywanie kwalifikacji osiąganych w różnych krajach. Wyróżnione poziomy obejmują wszystkie obszary edukacji i wszystkie zakresy osiąganych kwalifikacji bez względu na miejsce i czas procesu ich osiągania oraz odnoszą się wyłącznie do efektów uczenia się opisanych deskryptorami, czyli stwierdzeniami określającymi efekty uczenia się odpowiadające danemu poziomowi kwalifikacji. Komponentami każdej kwalifikacji są: 1) wiedza zbiór praktyk, faktów, zasad i teorii, w tym: wiedza deklaratywna wiedzieć co? (fakty i koncepcje), wiedza proceduralna wiedzieć jak? (procedury, metody), wiedza kontekstowa wiedzieć dlaczego?, wiedza faktograficzna; 2) umiejętności jako zdolności do wykonywania zadań rozwiązywania problemów, w tym: umiejętności kognitywne (myślenie logiczne, intuicyjne, kreatywne), umiejętności praktyczne (zręczność sprawność, korzystanie z metod, materiałów, narzędzi, instrumentarium); 3) kompetencje połączenie wiedzy, umiejętności, wartości etycznych (zawodowych, osobistych, społecznych), postaw i zachowań potrzebnych do życia w zmieniającym się środowisku. Sygnalizowane deskryptory poziomu kwalifikacji (ogólne stwierdzenia opisujące efekty uczenia się mają charakter generyczny, czyli wskazują na najbardziej istotną wiedzę umiejętność wspólną dla wielu efektów uczenia się (tworzą ramy do opisu efektów uczenia się wymaganych do nadania kwalifikacji na określonym poziomie), na przykład: deskryptor drugiego poziomu podstawowa wiedza faktograficzna w danej dziedzinie pracy lub nauki, (wiedza), podstawowe umiejętności praktyczne lub kognitywne potrzebne do korzystania z istotnych informacji będzie w opisie dla danej dziedziny (mechatroniki) szczegółowo omówiony. 93

94 W celu przybliżenia istoty deskryptorów generycznych przedstawiam przyjęte w Europejskich Ramach Kwalifikacji deskryptory poziomów efektów uczenia się dla wszystkich rodzajów uczenia się w systemie formalnym, pozaformalnym i nieformalnym i wszystkich obszarów edukacji (kształcenie ogólne i zawodowe). Poziomy Wiedza Umiejętności Kompetencje 1 Podstawowa wiedza ogólna Podstawowe umiejętności wymagane do realizacji prostych zadań Praca lub nauka pod bezpośrednim nadzorem w zorganizowanym kontekście 2 Podstawowa wiedza faktograficzna w danej dziedzinie pracy lub nauki Podstawowe umiejętności praktyczne lub kognitywne potrzebne do korzystania z istotnych informacji w celu realizacji zadań i rozwiązywania rutynowych problemów przy użyciu prostych zasad i narzędzi Praca lub nauka pod nadzorem, o pewnym stopniu autonomii 3 Znajomość faktów, zasad, procesów i pojęć ogólnych w danej dziedzinie pracy lub nauki Zestaw umiejętności kognitywnych i praktycznych potrzebnych do realizacji zadań i rozwiązywania problemów poprzez wybieranie i stosowanie podstawowych metod, narzędzi, materiałów i informacji Ponoszenie odpowiedzialności za realizację zadań w pracy lub nauce Dostosowywanie własnego zachowania do okoliczności w rozwiązywaniu problemów 4 Faktograficzna i teoretyczna wiedza w szerszym kontekście danej dziedziny pracy lub nauki Zakres umiejętności kognitywnych i praktycznych potrzebnych do generowania rozwiązań określonych problemów w danej dziedzinie pracy lub nauki Samodzielna organizacja w ramach wytycznych doty-czących kontekstów związa-nych z pracą lub nauką, zazwyczaj przewidywalnych, ale podlegających zmianom Nadzorowanie rutynowej pracy innych, ponoszenie pewnej odpowiedzialności za ocenę i doskonalenie działań związanych z pracą lub nauką 94

95 Poziomy Wiedza Umiejętności Kompetencje 5 Obszerna, specjalistyczna, faktograficzna i teoretyczna wiedza w danej dziedzinie pracy lub nauki i świadomość granic tej wiedzy Rozległy zakres umiejętności kognitywnych i praktycznych potrzebnych do kreatywnego rozwiązywania abstrakcyjnych problemów Zarządzanie i nadzór w kontekstach pracy i nauki podlegających nieprzewidy-walnym zmianom Analizowanie i rozwijanie osiągnięć pracy własnej oraz innych osób 6 Zaawansowana wiedza w danej dziedzinie pracy i nauki obejmująca krytyczne rozumienie teorii i zasad Zaawansowane umiejętności, wykazywania się biegłością i innowacyjnością potrzebną do rozwiązania złożonych i nie-przewidywalnych problemów w specjalistycznej dziedzinie pracy lub nauki Zarządzanie złożonymi technicznymi lub zawodowymi działaniami lub projektami, ponoszenie odpowiedzialności za podejmowanie decyzji w nieprzewidywalnych konte-kstach związanych z pracą lub nauką Ponoszenie odpowiedzialności za zarządzanie rozwojem zawodowym jednostek i grup 7 Wysoce wyspecjalizowana wiedza, której część stanowi najnowszą wiedzę w danej dziedzinie pracy lub nauki, będąca podstawą oryginalnego myślenia lub badań Krytyczna świadomość zagadnień w zakresie wiedzy w danej dziedzinie oraz na styku różnych dziedzin Specjalistyczne umiejętności rozwiązywania problemów potrzebne do badań lub działalności innowacyjnej w celu tworzenia nowej wiedzy i procedur oraz integrowania wiedzy z różnych dziedzin Zarządzanie i przekształcanie kontekstów związanych z pracą lub nauką, które są złożone, nieprzewidywalne i wymagają nowych podejść strategicznych Ponoszenie odpowiedzialności za przyczynianie się do rozwoju wiedzy i praktyki zawodowej lub za dokonywanie przeglądu strategicznych wyników zespołów 95

96 Poziomy Wiedza Umiejętności Kompetencje 8 Wiedza na najbardziej zaawansowanym poziomie w danej dziedzinie pracy lub nauki oraz na styku różnych dziedzin Najbardziej zaawansowane i wyspecjalizowane umiejętności i techniki, w tym synteza i ocena, potrzebne do rozwiązywania krytycznych problemów w badaniach lub działalności innowacyjnej oraz do poszerzania i ponownego określania istniejącej wiedzy lub praktyki zawodowej Wykazywanie się znaczącym autorytetem, innowacyjnością, autonomią, etyką naukową i zawodową oraz trwałym zaangażowaniem w rozwój nowych idei i procesów w najważniejszych kontekstach pracy zawodowej lub nauki, w tym badań Zmiany w edukacji zawodowej w kontekście Europejskich i Polskich Ram Kwalifikacji będą ukierunkowane na implementację modelu uzyskiwania efektów uczenia się przez uczących się w trybie formalnym, pozaformalnym i nieformalnym, umożliwienie uczącym się w szkołach ogólnokształcących dla dorosłych osiągnięcie kwalifikacji zawodowych, zorientowanie edukacji policealnej na procesy osiągania kwalifikacji zawodowych w formach kursowych oraz na tworzenie, we współpracy z pracodawcami, ośrodków oceny i walidacji uzyskanych efektów uczenia się oraz nadawania kwalifikacji zawodowych. Istotne dla ZMIAN w edukacji zawodowej są planowane zasady przejścia umożliwiające uczącym się przechodzenie do innych typów szkół w przypadku niedokończenia z przyczyn losowych kształcenia w gimnazjum, liceum ogólnokształcącym lub technikum (przejście do tej samej na której poprzestano klasy gimnazjum lub liceum dla dorosłych, a także w przypadku zakończenia edukacji na którejkolwiek klasie zasadniczej szkoły zawodowej do przejścia do przynajmniej drugiej klasy liceum dla dorosłych). Zakłada się również wysokie poziomy indywidualizacji procesów uczenia się w gimnazjach i liceach dla dorosłych (m. in. dowolnie przyspieszone tempo klasyfikowania). Uczący się po uzyskaniu efektów uczenia się będzie mógł uzyskać kwalifikację zawodową w ośrodku oceny i walidacji efektów uczenia się w ramach edukacji szkolnej, po ukończeniu kursów w trakcie szkolnego uczenia się, w trakcie wykonywania pracy zawodowej (uczenie się w trybie nieformalnym), po ukończeniu kursów w ramach edukacji dorosłych, po uzyskaniu efektów uczenia się na otwartym rynku pracy lub za granicą. 96

97 Szkoła zawodowa najważniejsze miejsca uzyskania efektów uczenia się, które umożliwiają osiągnięcie kwalifikacji zawodowych, jest szczególnie wartościowym elementem procesu kariery edukacyjnej i zawodowej. Osiągnięcie kwalifikacji zawodowych mechatronicznych umożliwia podjęcie pracy zawodowej, a ukończenie szkoły umożliwia również osiągnięcie wyższych poziomów kwalifikacji mechatronicznych w szkołach wyższych (m.in. w politechnikach prowadzących edukację mechatroniczną). Dla potrzeb rozwiązań dydaktycznych w systemie edukacji mechatronicznej i w odniesieniu do sygnalizowanych przemian w edukacji zawodowej szczególnie istotna jest (wyżej sygnalizowana) organizacja uczenia się poprzez wykonywanie zadań zawodowych. Istota kształcenia zadaniowego-modułowego znakomicie ogniskuje wszystkie najważniejsze i konieczne przeobrażenia w czynnościach pedagogicznych nauczycieli i czynnościach zarządczych dyrektorów szkół ukierunkowanych na wytwarzanie wiedzy przez uczących się i uczenie się poprzez wykonywanie zadań zawodowych. W procesie kształcenia modułowego zadaniowego dominuje tok indukcyjny od identyfikacji zadania zawodowego do uogólnienia. Zadania zawodowe transportowane z rzeczywistego procesu pracy do procesu kształcenia zawodowego określają sytuację wejściową tego procesu. Identyfikacja tego zadania wywołuje potrzebę uczącego się do samodzielnego pobrania informacji (z różnych źródeł, między innymi z Internetu, katalogów i poradników, od nauczyciela organizatora procesu kształcenia) koniecznych do rozwiązania zadania. Sterowanie procesem uczenia się na drodze od zadania do uogólnienia (program działania podczas rozwiązywania zadań określonego typu, algorytm postępowania, zasada i in.) określa przebieg czynności pedagogicznych nauczyciela i czynności uczącego się. Z wielu definicji pojęcia moduł i wielu koncepcji modułowej budowy programów kształcenia, funkcjonujących w różnych krajach i przedstawianych przez różne instytucje i organizacje, między innymi przez Międzynarodową Organizację Pracy, wybrano następujące: moduł jest zwartą i samodzielną jednostką kształcenia, która posiada precyzyjnie sformułowane cele, moduł umiejętności kwalifikacyjnych określa minimum niezbędnych umiejętności i umożliwia ich kształtowanie, moduł zawiera informacje o celach, które charakteryzują się jednoznacznością i mierzalnością, poziom ukształtowanych umiejętności jest 97

98 mierzalny, treść modułów można transformować, uczestnik szkolenia może osiągać zdefiniowane cele i odczuwać oraz uzyskiwać potwierdzenie, iż osiąga kwalifikacje zawodowe. Podstawową kategorię dydaktyczną programów kształcenia modułowegozadaniowego stanowi JEDNOSTKA MODUŁOWA, której nazwa jest tożsama z nazwą zadania zawodowego. Jednostka modułowa pracy stanowi odrębną całość, jest samoistnym wycinkiem pracy i nie podlega dalszym podziałom. Rezultatem kształcenia w jednostce modułowej programu jest osiągnięcie kwalifikacji (umiejętności, wiadomości, cechy psychofizyczne) potrzebnych do wykonania zadania zawodowego (jednostki modułowej pracy). Cele kształcenia w jednostkach modułowych są odpowiedziami na pytanie co uczący się będzie umiał po zorganizowanym procesie kształcenia?. Każda jednostka modułowa zawiera kilka umiejętności wynikowych. Pierwszy obszar treściowy jednostki zawiera więc umiejętności wynikowe, czyli zapis w terminologii behawioralnej. Powyższe założenie uzasadnia brak odnotowywania w opisie tych wiadomości i umiejętności, które powinny być przyswojone i ukształtowane podczas procesu kształcenia w jednostce modułowej. Takie podejście do formułowania wyłącznie umiejętności wynikowych szczególnie wzmacnia potrzebę wyróżnienia oceny diagnostycznej (badanie poziomu wiadomości i umiejętności niezbędnych do podjęcia kształcenia w module), oceny formatywnej (badanie poziomu wiadomości i umiejętności w trakcie procesu kształcenia w jednostce modułowej) i oceny sumującej (badanie poziomu umiejętności wynikowych). Program kształcenia modułowego stanowi więc układ jednostek modułowych odpowiednio konfigurowanych. Zmiana treści zadania zawodowego, wynikająca z przemian technologicznych i technik pracy to wymiana jednostki modułowej bez potrzeby zmiany całego programu kształcenia. W planowanych pracach organizacji edukacji mechatronicznej w Regionalnym Ośrodku Edukacji Mechatronicznej założono, iż uczący się osiągający mechatroniczne kwalifikacje zawodowe będą wykonywać, między innymi, następujące projekty zadania zawodowe w ramach wyróżnionych jednostek modułowych: montaż i demontaż układów sterowania pneumatycznego i elektropneumatycznego, montaż i demontaż układów sterowania hydraulicznego i elektrohydraulicznego, montaż i demontaż układów sterowania stycznikowo przekaźnikowego, montaż i demontaż układów sterowania z wykorzystaniem 98

99 sterowników PLC (laboratorium podstaw mechatroniki), montaż i demontaż urządzeń i systemów mechatronicznych, rozruch urządzeń i systemów mechatronicznych, konserwacja urządzeń i systemów mechatronicznych, naprawa urządzeń i systemów mechatronicznych, projektowanie urządzeń i systemów mechatronicznych, programowanie i obsługa układów automatycznej regulacji, obsługa oprogramowania specjalistycznego w zakresie programowania i wizualizacji procesów przemysłowych (laboratorium urządzeń mechatronicznych), obsługa obrabiarek sterowanych numerycznie, programowanie obrabiarek sterowanych numerycznie, obsługa oprogramowania specjalistycznego do programowania i symulacji działania obrabiarek sterowanych numerycznie (laboratorium programowania obrabiarek sterowanych numerycznie), montaż robotów Mitsubishi, eksploatacja robotów Mitsubishi, obsługa oprogramowania specjalistycznego do programowania i symulacji pracy robotów (laboratorium robotyki). Do najważniejszych celów sygnalizowanego kształcenia zadaniowegomodułowego dla potrzeb osiągania przez uczących się kwalifikacji mechatronicznych należą: 1) Szybkie przystosowanie szkolnych systemów kształcenia do potrzeb rynku na nowe kwalifikacje zawodowe poprzez wymianę JEDNOSTEK MODUŁOWYCH w przypadku zmian w technologiach i technikach pracy (zmiana treści zadań zawodowych) i poprzez projektowanie kwalifikacji specjalistycznych przez pracodawców, które charakteryzuje duża zmienność. 2) Organizacja aktywnego uczenia się w wyniku stosowania metody projektów i innych metod stymulujących aktywność uczestników procesu uczenia się poprzez wykonywanie zadań zawodowych. Metoda projektów umożliwia ukształtowanie najważniejszych umiejętności wynikających z celów kształcenia w modułach, między innymi: samodzielnego wytwarzania pomysłów rozwiązań problemów (rozwiązywanie zadań zawodowych) i metod weryfikacji tych pomysłów; korzystania z tekstowych i pozatekstowych źródeł informacji, analizowania informacji w celu ich selekcji i syntetyzowania informacji poprzez ich scalanie; korelowania informacji i ich porządkowania z różnych punktów widzenia, konstruowania przedmiotowo-manipulacyjnego, samodzielnego planowania pracy zorientowanej na wykonywanie zadania; indywidualnego i grupowego podejmowania decyzji, prezentowania własnych rozwiązań. Metoda projektów uczy zachowań przedsiębiorczych oraz kształtuje 99

100 umiejętność integrowania wiedzy, a także uczy analizowania i oceniania rozwiązań technicznych i organizacyjnych w aspekcie ekonomicznym, społecznym i in. 3) Znaczące wartości dydaktyczne mają poszczególne etapy postępowania w ramach stosowanej metody projektów, to jest: rozbudzenie zainteresowania uczących się tematyką wynikającą z modułowych programów kształcenia zawodowego i sugerowanie treści problemów do rozwiązania, zawieranie kontraktów z uczącymi się, analiza proponowanych tematów projektów i ustalenie zakresu prac; wykonywanie zaplanowanych czynności (realizacja projektu w ramach kształcenia formalnego i pozaformalnego), opracowanie raportu, prezentacja obrona rozwiązań; badanie poziomu ukształtowanych umiejętności. PROJEKTY ZADANIA ZAWODOWE Temat projektu w edukacji mechatronicznej GRUPY ZESPOŁY ZADANIOWE KONTRAKTY EDUKACYJNE WYKONYWANIE PROJEKTÓW ZADAŃ ZAWODOWYCH OBRONA PREZENTACJA WYNIKÓW Rys. 1. Istota metody projektów w edukacji zawodowej - mechatronicznej 100

101 Treść projektu może dotyczyć, między innymi, urządzenia technicznego, modelu matematycznego procesu lub obiektu technicznego, a ogólnie konstruowania umysłowego bądź przedmiotowo-manipulacyjnego. Powinna ona być powiązana z jednostką modułową programu stanowiącą samodzielny wycinek procesu dydaktycznego (zadanie), którego rezultatem jest osiągnięcie kwalifikacji potrzebnych do wykonywania zadania zawodowego (jednostki modułowej pracy), a więc do wykonywania produktu, usługi lub do podjęcia decyzji. Uczący się realizujący projekt mogą pracować w laboratorium szkolnym, pracowniach centrów kształcenia praktycznego, bibliotekach, firmach przemysłowych i usługowych, pracowniach informatycznych w ramach kształcenia formalnego i pozaformalnego lub mogą brać udział w konsultacjach prowadzonych przez nauczycieli tutorów i mentorów. Istotne w procesie osiągania celów kształcenia w modułach (jednostkach modułowych) są również inne metody ukierunkowane na samodzielne dochodzenie do wiedzy i rozwiązań zadań zawodowych. Należą do nich między innymi: - sesja pomysłów burza mózgów (brainstorming), - dyskusja panelowa, - dyskusja wielokrotna, dyskusja wielokrotna limitowana, dyskusja 66, - tworzenie wspólnego plakatu, graficznego obrazu dyskusji, - metoda ról, - metody sytuacyjne (analiza zdarzeń, przypadków), - inne gry dydaktyczne i inne metody odroczonego wartościowania, - procedura U, - metody synektyczne. 4) Wysokie poziomy indywidualizacji kształcenia w wyniku: - organizowania zbiorowości uczących się w zespoły zadaniowe oraz inspirowanie podziału pracy i reguł współdziałania, - wspierania integracji społecznej zespołu zadaniowego oraz stosowanie skutecznych technik rozpoznawania i rozwiązywania konfliktów interpersonalnych, a także konfliktów grupowych, - organizowania kształcenia zindywidualizowanego (praca w grupach, zajęcia wyrównawcze pozaformalne, konsultacje indywidualne, perswazja, kontrakty, naprowadzenia, 101

102 - pełnienie przez nauczycieli ról facylitatorów i mentorów. 5) Osiąganie kwalifikacji ułatwiających transport umiejętności, w tym uczenie: - uczenia się, - pracy samodzielnej, - podejmowania decyzji, - kreatywności, - odpowiedzialności. Przygotowanie uczącego się do samodzielnego uczenia się jest jednym z najważniejszych założeń pracy szkoły innowacyjnej wdrażającej do praktyki edukacyjnej model kształcenia zadaniowego modułowego. Samodzielne uczenie się może być urzeczywistnione w procesie organizowania kształcenia w poszczególnych jednostkach modułowych (indywidualny tok kształcenia) lub w procesie rekwalifikowania swoich umiejętności, który wynika z przemian w technologiach i technikach pracy zawodowej. 6) Integracja kształcenia praktycznego i teoretycznego, integracja pracy zawodowej i edukacji poprzez wyróżnienie jednostek modułowych (zadań zawodowych transformowanych na zadania dydaktyczne), traktowanie zawodu jako układu zadań zawodowych (lub układu kwalifikacji zawodowych) oraz poprzez sterowanie przez nauczyciela procesów poznawczych i wytwarzania wiedzy (rozwiązywania zadań) na drodze zadanie zawodowe uogólnienia (uczenie się poprzez wykonywanie czynności ukierunkowanych na wykonywanie zadania zawodowego). W omawianym systemie kształcenia zadaniowego nie występują przedmioty. Moduły kształcenia zawodowego tworzone z układu jednostek modułowych (zadań zawodowych) tworzą więc plan kształcenia zawodowego. Kształcenie modułowe zorientowane na uczenie się poprzez wykonywanie zadań zawodowych wywołuje wartościowe procesy edukacyjne stymulujące aktywność uczących się (samodzielne pobieranie informacji potrzebnych do wykonania danego zadania zawodowego, tworzenie zespołów zadaniowych, kontrakty edukacyjne). Edukacja mechatroniczna w szkołach i placówkach (między innymi centra kształcenia praktycznego) jest i będzie prowadzona na bazie funkcjonujących i nowych podstaw programowych. Ważnym materiałem orientującym w procesie 102

103 osiągania przez uczących się kwalifikacji mechatronicznych są opracowane standardy kwalifikacji zawodowych dla edukacji mechatronicznej 61. Standard kwalifikacji zawodowych jako norma dla wykonania zadań składających się na dany zawód powinna stanowić dla organizatorów i prowadzących procesy edukacyjne ważny instrument zmian w szkolnym systemie kształcenia zawodowego. Standardy ZMIENIAJĄ się w wyniku przemian w technologiach i technikach pracy oraz generują ZMIANY ze względu na swoją strukturę, wymuszającą przyporządkowanie umiejętności, przyswajanych wiadomości niezbędnych dla procesu kształtowania umiejętności i niezbędnych cech psychofizycznych zadaniom zawodowym. Te ZMIANY trzeba rozważać i je ustalać w wyniku modelowania procesów kształtowania umiejętności wykonywania zadań zawodowych transportowanych do szkoły jako zadania dydaktyczne (programowe). Dwie kategorie zdania zawodowe i umiejętności ukazują konieczne powiązanie szkoły (kształtowanie umiejętności) ze środowiskiem pracy (zdania zawodowe składające się na zawód) oraz wyznaczają poprzez standard kwalifikacji ponadzawodowych (funkcjonalnych, kluczowych dla rozwoju zawodowego, społecznego, osobowościowego), ogólnozawodowych, podstawowych dla zawodu i specjalistycznych (wykonywanie wyspecjalizowanych zadań, których dynamika znacząco zależy od zmian w procesach pracy zawodowej) zmiany w szkolnych systemach edukacji wynikających z trójczłonowej relacji: CZŁOWIEK OBYWATEL PRACOWNIK, eksponowanej przez PEDAGOGIKĘ PRACY i stanowiącej drogowskaz dla przygotowania uczących się do pełnienia ról w życiu zawodowym i społecznym. Wszystkie zajęcia edukacyjne ukierunkowane na osiąganie przez uczących się kwalifikacji zawodowych mechatronicznych mają więc bogatą bazę informacyjną: sygnalizowane standardy kwalifikacji zawodowych, programy kształcenia zadaniowego modułowego wraz z pakietami edukacyjnymi dla nauczycieli i dla uczniów. Na podstawie tych materiałów normujących i wspomagających zarządzanie procesami edukacyjnymi można opracować programy kursów i warsztatów ukierunkowanych na osiąganie różnych kwalifikacji mechatronicznych (cząstkowych i złożonych) w trybie formalnym (szkolnym) i pozaformalnym. 61 H. Bednarczyk, L. Łopacińska, S. Popis (red.), Technik mechatronik, Radom 2009, s

104 Wszystkie zajęcia edukacyjne w Regionalnym Ośrodku Edukacji Mechatronicznej zakwalifikowano do następujących grup tematycznych: układy sterowania pneumatycznego i elektropneumatycznego, układy sterowania hydraulicznego i elektrohydraulicznego, układy sterowania stycznikowoprzekaźnikowego, układy sterowania ze sterownikami PLC, urządzenia i systemy mechatroniczne, programowanie i wizualizacja procesów przemysłowych, układy automatycznej regulacji, podstawy robotyki, programowanie i symulacja pracy robotów, projektowanie form wtryskowych i obsługa wtryskarek, elektroniczne układy sterowania silnikami sygnalizowanymi, elektroniczne i elektryczne układy pojazdów samochodów, programowanie i obsługa obrabiarek sterowanych numerycznie. Wszystkie zajęcia edukacyjne formalne i pozaformalne są adresowane do uczących się w szkołach prowadzących kształcenie w zawodach mechatronicznych, do uczących się w szkołach prowadzących kształcenie w innych zawodach technicznych (specjalizacja zawodowa w zakresie wybranych obszarów mechatroniki), do osób podejmujących pracę zawodową lub pracujących (osiągnięcie nowej kwalifikacji zawodowej lub doskonalenie osiągniętej wcześniej kwalifikacji zawodowej), do członków Akademii Młodych Twórców skupiającej młodzież uzdolnioną technicznie. W Regionalnym Ośrodku Edukacji Mechatronicznej zorganizowano 10 laboratoriów wyposażonych w stacje techniczno-dydaktyczne odwzorowujące najnowsze technologie, również dopiero wprowadzane do przemysłu. Stacje techniczno-dydaktyczne w laboratorium podstaw mechatroniki zawierają, między innymi, urządzenia do ćwiczeń jako urządzenia przemysłowe przystosowane do celów edukacyjnych. W laboratoriach urządzeń mechatronicznych funkcjonuje zautomatyzowana linia produkcyjna serii FMS 500 wyposażona w stanowiska współpracujące poprzez wspólny moduł transmisyjny. Dodatkowo linia wyposażona jest w obrabiarki sterowane numerycznie firmy EMCO i robot Mitsubishi. W laboratorium robotyki funkcjonują stacje technicznodydaktyczne z robotami 6-osiowymi i 4-osiowymi, a w laboratoriach obrabiarek sterowanych numerycznie (6 obrabiarek) stanowiska dydaktyczne wyposażone w symulatory procesu toczenia i frezowania, specjalistyczne oprogramowanie CAD/CAM, zintegrowany system do uczenia się programowania i obsługi obrabiarek CNC w zakresie toczenia i frezowania z możliwością symulacji 3D i modułem 104

105 TopCAM, pionowe centrum obróbcze CNC, stacje techniczno-dydaktyczne z tokarką i frezarką EMCO, sterowanymi systemami Sinumeric 84OD oraz Fanuc 21 (z dodatkową osią C). Laboratoria diagnostyki samochodowej zawierają stacje techniczno-dydaktyczne do badania czynników pojazdów samochodowych, badania podzespołów elektromaszynowych współczesnych pojazdów, badania właściwości wielopunktowych układów wtryskowych, diagnozowania stanu technicznego współczesnych pojazdów i in. Laboratorium przetwórstwa tworzyw sztucznych wyposażono w stację techniczno-dydaktyczną zawierającą wtryskarkę firmy Battenfeld z najnowocześniejszym układem komputerowego sterowania procesem wtrysku tworzywa sztucznego i specjalistycznym oprogramowaniem do kompleksowego projektowania form wtryskowych. Z wyżej wymienionymi laboratoriami współpracuje laboratorium kształcenia na odległość z platformą e-learningową i edytorami kursów. Bibliografia 1. Bednarczyk H., Łopacińska L., Popis s. (red.): Technik mechatronik, tom 1, 2, 3, Radom Bednarczyk H., Jaszczyk T., Woźniak J.: Polskie standardy kwalifikacji zawodowych, Radom Chmielecka E. (red.): Od Europejskich do Krajowych Ram Kwalifikacji, Warszawa Dylak S.: Nauczycielskie ideologie pedagogiczne a kształcenie nauczycieli [w:] Pedagogika w pokoju nauczycielskim K. Kruszewski (red.), Warszawa Gawrysiak M.: Edukacja metatechniczna, Radom Gawrysiak M.: Analiza systemowa urządzenia mechatronicznego, Białystok Kwiatkowski E., Ciepucha E., (red.): Monitorowanie rynku pracy dla edukacji, Łódź Moos J. (red.): Modelowanie kształcenia modułowego, Łódź Moos J. (red.): Innowacje pedagogiczne w praktyce edukacyjnej, Łódź Moos J.: Kształcenie zawodowe w układzie szkoła gospodarka [w:]: Partnerstwo dla edukacji, red. B. Piasecki, K. Kubiak, Łódź

106 11. Moos J. (red.): Lider w edukacji, Łódź Moos J. (red.): Przemiany w edukacji zawodowej, Łódź Moos J., Sienna M. (red.): Zmiany w kształceniu zawodowym w obliczu wyzwań rynku pracy, Łódź a.Olszewski M. (red.): Podstawy mechatroniki, Warszawa Osiatyński W., Turski Ł.: Dyskusja Gazeta Wyborcza Saryusz-Wolski T.: Referat na temat Europejskich Ram Kwalifikacji, na prawach rękopisu, seminaria organizowane w Łódzkim Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego 2009, Sławiński S.: Europejskie i Krajowe Ramy Kwalifikacji. Podstawowe informacje, Warszawa Symela K.: Zasady wdrażania i oceny modułowych programów szkolenia dorosłych, Warszawa Wiak S. (red.): Mechatronika, tom 1, Łódź Założenia projektowanych zmian, Kształcenie zawodowe i ustawiczne. Informator MEN, Warszawa

107 ELŻBIETA GONCIARZ PROJEKT DOPOSAŻENIE PRACOWNI MECHATRONICZNEJ W ŁÓDZKIM CENTRUM DOSKONALENIA NAUCZYCIELI I KSZTAŁCENIA PRAKTYCZNEGO 62 Od co najmniej piętnastu lat Łódzkie Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego podejmuje różne innowacyjne działania na rzecz wdrożenia do praktyki edukacyjnej (w formach kształcenia formalnego i pozaformalnego) nowej, interdyscyplinarnej i transdyscyplinarnej dziedziny nauki i techniki mechatroniki, w tym wytworzyło koncepcje mechatronicznych stanowisk techniczno-dydaktycznych, których urzeczywistnienie prezentują systematycznie rozwijane w Ośrodku Osiągania i Doskonalenia Kwalifikacji Zawodowych laboratoria Pracowni Mechatronicznej. W Łódzkim Centrum powstała koncepcja edukacji mechatronicznej, a w 1996 roku pierwsze stanowiska dydaktyczne do kształtowania umiejętności z mechatroniki. W 2004 roku konsultanci Centrum brali czynny udział w opracowywaniu podstawy programowej oraz programów kształcenia dla zawodu technik mechatronik, a w 2007 roku, przy ich współudziale powstały standardy kwalifikacji zawodowych dla zawodów: technik mechatronik i monter mechatronik. W marcu 2009 roku Centrum doposażyło Pracownie Mechatroniki w stanowiska umożliwiające programowanie i wizualizację mechatronicznych procesów przemysłowych. Fundusze Unii Europejskiej na lata stworzyły możliwość ubiegania się o dofinansowanie kolejnego etapu doskonalenia wyposażenia Pracowni Mechatronicznej Centrum. Dzięki inicjatywie i determinacji Dyrektora oraz zaangażowaniu pracowników, przy wsparciu Wydziału Edukacji Urzędu Miasta Łodzi, na przełomie roku powstał projekt inwestycyjny Doposażenie Pracowni Mechatronicznej w Łódzkim Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego komplementarny z: 1. Strategią Rozwoju Województwa Łódzkiego na lata w zakresie: 62 Materiał prezentowany podczas otwarcia Regionalnego Ośrodka Edukacji Mechatronicznej w ŁCDNiKP

108 rozwijanie i promowanie różnych form osiągania nowych i zmiany posiadanych kwalifikacji zawodowych oraz kształcenia ustawicznego, usuwanie barier utrudniających dostęp do edukacji osobom ze specjalnymi potrzebami edukacyjnymi, modernizacja i wyposażenie obiektów edukacyjnych, wdrożenie systemu koordynacji i monitoringu kierunków kształcenia w relacji: województwo, powiat, gmina w kontekście potrzeb rynku pracy i zarobkowej migracji regionalnej. 2. Regionalnym Programem Operacyjnym Województwa Łódzkiego w zakresie: Oś priorytetowa V rozwój infrastruktury społecznej poprzez rozwój infrastruktury edukacyjnej przebudowa obiektów służących prowadzeniu działalności dydaktycznej oraz dostosowanie oferty kształcenia do aktualnych potrzeb rynku pracy (w tym kształcenie osób niepełnosprawnych oraz kształcenie ustawiczne). Szeroki dostęp do wysokiej jakości usług kształcenia na każdym szczeblu przyczynia się do podwyższenia standardu życia mieszkańców na poziomie krajów Europy Zachodniej. Oś priorytetowa IV rozwój społeczeństwa informacyjnego umożliwia ukształtowanie umiejętności wykonywania zadań zawodowych na nowoczesnych stanowiskach wspomaganych komputerowo i wdrożenia nowoczesnych narzędzi technologii informacyjnej i komunikacyjnej do gospodarki, co wpływa na rozwój gospodarki opartej na wiedzy. Oś priorytetowa III gospodarka, innowacyjność, przedsiębiorczość projekt zapewnia transfer wiedzy i umiejętności na wykonywanie zadań zawodowych w małych i średnich przedsiębiorstwach. Synergia gospodarki oraz edukacji narzuca coraz większą potrzebę modernizowania i przekształcania systemów edukacji i szkoleń. 3. Politykami horyzontalnymi UE tj.: polityką ochrony środowiska, polityką równych szans, polityką społeczeństwa informacyjnego. Działania podjęte w projekcie pozwalają na efektywną aktywizację zawodową młodzieży, dorosłych oraz osób niepełnosprawnych z Łodzi i regionu łódzkiego (z rejonów wiejskich i miejskich). Realizacja projektu umożliwia wzmocnienie 108

109 infrastruktury miasta i regionu. Projekt zgodny ze Strategią Lizbońską zakładającą szybszy wzrost gospodarki poprzez szybkie przechodzenie do gospodarki opartej na wiedzy, a w tym rozwój społeczeństwa informacyjnego. 4. Programem Operacyjnym Kapitał Ludzki w zakresie: Priorytet III, Wysoka Jakość Systemu Oświaty poprzez dostosowanie oferty edukacyjnej do potrzeb rynku pracy poprzez stworzenie warunków dla potrzeb nowoczesnego przygotowania kadry wykwalifikowanych pracowników dla różnych firm regionu łódzkiego. Projekt służy społeczeństwu naszego regionu w przyszłości, a jego specyfikę działań dostosowano do potrzeb rynku pracy w sposób elastyczny i do poprawy zdolności uczących się do przyszłego zatrudnienia. Priorytet VI, Rynek Pracy Otwarty Dla Wszystkich poprzez organizację szkoleń prowadzących przyczynia się do podniesienia, uzupełnienia lub zmiany kwalifikacji zawodowych. Priorytet VII, Promocja Integracji Społecznej poprzez organizację szkoleń prowadzących do osiągania i aktualizacji kwalifikacji zawodowych osób zagrożonych wykluczeniem społecznym, ze szczególnym uwzględnieniem młodzieży w wieku lat oraz osób niepełnosprawnych. Priorytet IX, Rozwój Wykształcenia i Kompetencji w Regionach służy podniesieniu jakości i atrakcyjności szkolnictwa zawodowego. Działania podjęte w projekcie dostosowano do potrzeb rynku pracy w sposób elastyczny. Zwiększy się liczba wykwalifikowanych specjalistów o kwalifikacjach odpowiadających aktualnym wymogom pracodawców 63. Projekt Doposażenie Pracowni Mechatronicznej w Łódzkim Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego wdrażano w ramach Osi Priorytetowej V, Działanie V.3 Infrastruktura Edukacyjna Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Łódzkiego. Innowacyjny charakter projektu (w skali kraju) polega na: pozyskaniu 23 nowoczesnych stacji techniczno-dydaktycznych (doposażenie Pracowni Mechatronicznej): laboratorium urządzeń mechatronicznych (zautomatyzowana linia produkcyjna) oraz 63 Wniosek Projekt Doposażenie Pracowni Mechatronicznej w Łódzkim Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego, op. cyt. s

110 laboratorium robotyki (sześć robotów przemysłowych), laboratorium CNC (obrabiarki sterowane numerycznie z możliwością programowania w trzech językach: FANUC, HEIDENHAIN, SINUMERIK), wykorzystaniu technologii e-lerningowej w procesie uczenia się (zajęcia mieszane ta część zajęć, która nie wymaga bezpośredniego wykorzystania maszyn i urządzeń może być prowadzona na poziomie symulacyjnym, drogą elektroniczną, w indywidualnym tempie. Wykorzystanie technologii e-learningowej pozwoli także na efektywne wykorzystanie pracowni i jednocześnie zwiększy ich dostępność oraz na wyrównanie poziomu uczących się. Innowacyjność tego podejścia polega również na tym, że przygotowano dla potrzeb zajęć e-lerningowych unikatowe materiały szkoleniowe z zakresu mechatroniki.). zastosowaniu w procesie uczenia się systemu kształcenia modułowego zadaniowego uczenia się, łączenia teorii z praktyką jednoczesne kształtowanie umiejętności praktycznych i intelektualnych, indywidualizacji uczenia się, efektywniejszego kształtowania sylwetki absolwenta przygotowania aktywnego, mobilnego i skutecznie działającego pracownika gospodarki, który charakteryzuje się otwartością, wyobraźnią, zdolnością do uczenia się przez całe życie oraz umiejętnością oceny własnych możliwości i służy doskonaleniu jakości kształcenia zawodowego (w formach kształcenia formalnego i pozaformalnego) osiąganiu kwalifikacji zawodowych (ponadzawodowych, ogólnozawodowych, podstawowych dla zawodu i specjalistycznych) przez uczących się w zawodach, w których wymagane są umiejętności mechatroniczne. Pozyskane w ramach Projektu wyposażenie techniczno-dydaktyczne umożliwia prowadzenie zajęć dla wszystkich grup uczących się zainteresowanych edukacją mechatroniczną: uczniów ponadgimnazjanych szkół zawodowych (technik mechatronik, technik elektronik, technik mechanik, monter-mechatronik, operator obrabiarek skrawających itp.), pracowników przedsiębiorstw, nauczycieli szkół zawodowych, osób pozostających poza pracą 110

111 (do 2015 r. zostanie przeszkolonych co najmniej 1480 uczniów z Łodzi i regionu łódzkiego oraz około 200 osób dorosłych). W ramach Projektu grupa pracowników (trenerów) Ośrodka Osiągania i Doskonalenia Kwalifikacji Zawodowych ŁCDNiKP doskonaliła iście specjalistyczne umiejętności zawodowe poprzez udział w tzw. szkoleniach stanowiskowych i pięciu szkoleniach specjalistycznych (w każdym uczestniczyło sześć osób) w zakresie: 1. Programowanie robotów Mitsubishi Cel kursu zapoznanie się z metodami programowania robotów Mitsubishi. Zakres kursu: Struktura programu Melfa Basic. Instrukcje programowe. Sterowanie obiektami zewnętrznymi. Wykrywanie kolizji. Programowanie w trybie Teach In. Czas trwania 16 godzin ( r.). 2. Win CC Cel kursu zapoznanie się z systemami wizualizacji stosowanymi w warunkach przemysłowych na przykładzie oprogramowania SCADA WINCC SIEMENS. Zakres kursu: Zadania oprogramowania wizualizacyjnego. Określenie algorytmów sterowania obiektu. Opracowanie programu dla sterownika. Zaprojektowanie aplikacji wizualizacyjnej. Konfiguracja programu komunikacyjnego. Uruchomienie i testowanie aplikacji i przetestowanie. Czas trwania 16 godzin ( r.). 3. Programowanie sterowników Simatic S7 300 Cel kursu uczenie się programowania, podstaw konfiguracji i obsługi sterownika SIEMENS S Zakres kursu: Budowa sterowników S Struktura i funkcje programu STEP7. Konfiguracja połączenia ze sterownikiem. 111

112 Tworzenie projektu. Tworzenie konfiguracji sprzętowej. Obsługa sygnałów cyfrowych i analogowych przez sterownik. Zasady pisania programów - struktura i elementy programu. Korzystanie z narzędzi do monitorowania i testowania programu. Pisanie programów w języku LAD i FBD. Zapoznanie się z operacjami logicznymi. Programowanie podstawowych operacji logicznych, liczników zdarzeń, liczników czasu i arytmetycznych. Podprogramy i procedury. Podstawy programowania strukturalnego. Archiwizacja projektu. Czas trwania 40 godzin ( r.). 4. Sieci Asi oraz Profibus DP Cel kursu uczenie się programowania i obsługi sieci z wykorzystaniem AS-i i Profibus DP (w oparciu o sterowniki z serii S7-300). Zakres kursu: Warstwa fizyczna sieci AS-i oraz Profibus DP. Współpraca urządzeń łączonych w ramach sieci opartej o interfejs AS-i oraz Profibus DP (inicjalizacja systemu, komunikacja Master-Slave). Konfiguracja i uruchomienie sieci opartej o interfejs AS-i oraz Profibus DP. Programowanie sieci opartych o interfejs AS-i oraz Profibus. Czas trwania 16 godzin ( r.). 5. Platforma e-learningowa Cel kursu ukształtowanie umiejętności z zakresu tworzenia i prowadzenia kursów e-learningowych. Zakres: Tworzenie szkolenia e-lerningowego z wykorzystaniem edytora 4 WEB. Tworzenie testów z wykorzystaniem edytora 4 WEB. Generowanie kursów do umieszczenia na platformie e-learningowej oraz w trybie off-line. Umieszczanie kursów na platformie. 112

113 Zarządzanie kursami umieszczonymi na platformie. Czas trwania 32 godz. ( r., w tym część stacjonarna r.). W efekcie realizacji projektu Doposażenie Pracowni Mechatronicznej w Łódzkim Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego opublikowano następujące materiały (pakiety edukacyjne) dla potrzeb wspomagania procesu uczenia się z wykorzystaniem urządzeń zakupionych w ramach projektu: 1. Jankowski Włodzimierz: Programowanie i obsługa sieci Profibus i Asi. ŁCDNiKP, Łódź, Jankowski Włodzimierz: Programowanie i obsługa zestawu Multi FMS. ŁCDNiKP, Łódź, Jankowski Włodzimierz: Wizualizacja procesów w zestawie Multi FMS. ŁCDNiKP, Łódź, Krawczak Dariusz: Programowanie i obsługa frezarek CNC EMCO CONCEPT TURN 250. ŁCDNiKP, Łódź, Muchowiecki Ryszard: Projektowanie i montaż układów hydrauliki i elektrohydrauliki. ŁCDNiKP, Łódź, Rutkowska Urszula: Programowanie sterowników PLC Simatic S7 serii 300. ŁCDNiKP, Łódź, Węgrzyn Elżbieta, Krawczak Paweł: Projektowanie i montaż układów pneumatyki i elektropneumatyki. ŁCDNiKP, Łódź, Wrąbel Dariusz: Programowanie i obsługa frezarek CNC EMCO CONCEPT MILL 250. ŁCDNiKP, Łódź, Zankowski Ryszard: Programowanie i obsługa układów regulacji ciągłej PCS. ŁCDNiKP, Łódź, Zawiasa Piotr: Programowanie i obsługa robotów Mitsubishi Electric RV- 3sB, RP-1AH oraz RH-6SH. ŁCDNiKP, Łódź, 2010 Struktura każdego pakietu edukacyjnego obejmuje: 1. Poradnik dla nauczyciela zawierający m. in.: wykaz celów operacyjnych, zakres zastosowania materiałów, wskazówki metodyczne do realizacji zajęć, w tym opis wskazanych metod kształcenia, przykładowy scenariusz zajęć edukacyjnych, opis stosowanych metod i narzędzi pomiaru dydaktycznego, 113

114 wykaz i opis ćwiczeń niezbędnych do osiągnięcia wszystkich celów operacyjnych, testy osiągnięć: test pisemny wraz z kluczem odpowiedzi i test praktyczny wraz z kryteriami oceny w postaci tabeli. 2. Poradnik dla uczącego się zawierający m. in.: wykaz celów operacyjnych, zakres zastosowania pakietów, materiały informacyjne i ćwiczenia opracowane dla potrzeb kursu e-learningowego, wykaz i opis ćwiczeń praktycznych, test praktyczny. W pierwszej wersji projektu zakładano, że będzie on realizowany przez dwa lata, co o tyle było istotne, iż poza pozyskaniem nowych stanowisk technicznodydaktycznych (podstawowe zadanie projektu inwestycyjnego) zaprojektowano w nim także, miedzy innymi opracowanie omawianych już materiałów dydaktycznych wspomagających proces osiągania kwalifikacji zawodowych na nowoczesnych stacjach dydaktycznych. Zadanie wymagające od autorów poznania nowych stanowisk, w tym ich możliwości, funkcji i wykorzystania przez uczących w procesie uczenia się. W efekcie różnych uwarunkowań projektowany okres realizacji projektu został skrócony do roku rzeczowo i finansowo realizowano go w 2010 roku. W Projekcie Doposażenie Pracowni Mechatronicznej w Łódzkim Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego zaprojektowane przedsięwzięcia zrealizowano z zachowaniem przedstawionej poniżej struktury zarządczej (rysunek 1) 114

115 Dyrektor (Pełnomocnik Prezydenta Miasta Łodzi) Zespół projektowy Koordynator projektu Zespół księgowosprawozdawczy Kierownik Asystent koordynatora ds. technicznych Członkowie we współpracy z innymi pracownikami ŁCDNiKP Rys. 1. Struktura zarządcza Projektu Doposażenie Pracowni Mechatronicznej w Łódzkim Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego i z zastosowaniem zadaniowego systemu pracy, w ramach którego m. in.: przygotowano i przeprowadzono przetarg nieograniczony o wartości szacunkowej powyżej dla potrzeb zakupu nowoczesnych stacji techniczno-dydaktycznych, przygotowano i przeprowadzono postępowanie o udzielenie zamówienia o wartości szacunkowej poniżej dla potrzeb wyłonienia organizatora specjalistycznych szkoleń, przygotowano i przeprowadzono przetarg nieograniczony o wartości szacunkowej poniżej dla potrzeb opracowania materiałów szkoleniowych, przygotowano pomieszczenia Ośrodka Osiągania i Doskonalenia Kwalifikacji Zawodowych do instalacji nowych stanowisk technicznodydaktycznych w laboratorium robotów, CNC, maszyn i urządzeń mechatronicznych, 115

116 dokonano odbioru dostawy, montażu i uruchamiania nowych maszyn i urządzeń, dokonano odbioru maszyn i urządzeń oraz przeprowadzenia szkoleń stanowiskowych, pracownicy Centrum uczestniczyli w 5 specjalistycznych szkoleniach, powstały materiały szkoleniowe (10 zestawów pakietów edukacyjnych), upowszechniano Projekt i jego efekty (różne rodzaje tablic i plakatów informacyjnych), opracowano wzbogaconą ofertę edukacyjną dla uczących się (uczniów, nauczycieli i innych dorosłych), współpracowano z Instytucją Zarządzającą i Urzędem Miasta Łodzi, sprawowano nadzór nad wszystkimi aspektami wdrażania projektu, zakończono Projekt w zakresie rzeczowym (listopad 2010 r.) i finansowym (grudzień 2010 r.). Efekt końcowy Projektu prezentuje rysunek 2: E F E K T F I N A L N Y utworzenie na bazie Pracowni Mechatronicznej w Łódzkim Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego UNIKATOWEGO W SKALI KRAJU REGIONALNEGO OŚRODKA EDUKACJI MECHATRONICZNEJ Rys. 2. Efekt finalny Projektu Doposażenie Pracowni Mechatronicznej w Łódzkim Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego Liczymy na to, że przyjęty w Projekcie wskaźnik rezultatów liczba osób korzystających z infrastruktury dydaktycznej Regionalnego Ośrodka Edukacji Mechatronicznej w Łódzkim Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego w latach wyniesie co najmniej 1680 uczących się, w tym 1480 uczniów z Łodzi i regionu łódzkiego oraz około 200 osób dorosłych, zostanie bez problemów osiągnięty, a zastosowanie nowoczesnych technologii oraz strategii, 116

117 form i metod dydaktycznych w procesie uczenia się mechatroniki pozwoli na osiąganie przez uczących się zapotrzebowanych przez rynek pracy większości kwalifikacji mechatronicznych na poziomie zaawansowanym i znacząco wpłynie na zwiększenie dostępu do nowych technologii osobom uczącym się, nauczycielom i innym dorosłym (pracownikom przedsiębiorstw, osobom pozostającym poza pracą) z terenu Łodzi i regionu łódzkiego. Bibliografia: 1. Kształcenie zawodowe w układzie szkoła gospodarka. J. Moos W: Partnerstwo dla innowacji. B. Piasecki, K. Kubiak (redakcja). SWSPiZ Łódź Polityki horyzontalne Unii Europejskiej: 3. Program Operacyjny Kapitał Ludzki: Regionalny Program Operacyjny Województwa Łódzkiego: Strategia Rozwoju Województwa Łódzkiego na lata : 6. Strategia rozwoju edukacji na lata MENiS. Warszawa Strategia kształcenia ustawicznego do roku MENiS. Warszawa

118 BARBARA KAPRUZIAK MAREK SZYMAŃSKI EDUKACJA MECHATRONICZNA W REGIONALNYM OŚRODKU EDUKACJI MECHATRONICZNEJ 64 Łódzkie Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego od wielu lat uczestniczy w tworzeniu i wdrażaniu do praktyki szkolnej modelu edukacji mechatronicznej w formach kształcenia formalnego i pozaformalnego uczniów i osób dorosłych. To właśnie w Centrum powstała koncepcja osiągania kwalifikacji zawodowych w obszarze mechatroniki. W związku z tym, że w bardzo szybkim tempie następuje mechatronizacja techniki rośnie zapotrzebowanie firm na pracowników z bardzo wysokimi kwalifikacjami i umiejętnościami na poziomie interdyscyplinarnym, korzystających w swojej pracy zawodowej z ukształtowanych umiejętności mechatronicznych. Łódzkie Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego wystąpiło z inicjatywą utworzenia ośrodka, który umożliwiłby szeroki dostęp do wysokiej jakości usług związanych z uczeniem się mechatroniki z uwzględnieniem wszystkich rodzajów kwalifikacji: ponadzawodowych, ogólnozawodowych, podstawowych dla zawodu i specjalistycznych. Regionalny Ośrodek Edukacji Mechatronicznej powstał w Łódzkim Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego na bazie najnowocześniejszego w skali kraju wyposażenia techniczno-dydaktycznego w specjalistycznych laboratoriach, reprezentujących najnowsze osiągnięcia techniki i technologii. Do głównych zadań Regionalnego Ośrodka Edukacji Mechatronicznej należy: organizacja i prowadzenie zajęć dydaktycznych dla uczących się w systemie formalnym i pozaformalnym, w tym w ramach Sekcji Mechatronicznej Akademii Młodych Twórców, 64 Materiał prezentowany podczas otwarcia Regionalnego Ośrodka Edukacji Mechatronicznej w ŁCDNiKP

119 organizacja różnych form osiągania i doskonalenia kwalifikacji zawodowych dla dorosłych, w tym pracowników przedsiębiorstw, osób pozostających poza pracą, studentów i nauczycieli, organizacja konkursów prezentujących umiejętności mechatroniczne, przygotowywanie publikacji upowszechniających edukację mechatroniczną, prowadzenie egzaminów zewnętrznych dla zawodów mechatronicznych. A oto jak przedstawia się struktura Regionalnego Ośrodka Edukacji Mechatronicznej: 1. Pracownia Mechatroniki I: Laboratorium podstaw mechatroniki, Laboratorium urządzeń mechatronicznych 1, Laboratorium urządzeń mechatronicznych 2, Laboratorium robotyki. 2. Pracownia Mechatroniki II: Laboratorium programowania obrabiarek sterowanych numerycznie, Laboratorium CNC. 3. Pracownia Mechatroniki III: Laboratorium diagnostyki samochodowej, Laboratorium układów sterowania silników spalinowych. 4. Pracownia Mechatroniki IV: Laboratorium przetwórstwa tworzyw sztucznych. 5. Pracownia Mechatroniki V: Laboratorium kształcenia na odległość. Pracownie i laboratoria mechatroniczne najnowszej generacji w Regionalnym Ośrodku Edukacji Mechatronicznej zorganizowano w wyniku zaprojektowania stacji techniczno-dydaktycznych odzwierciedlających najnowsze osiągnięcia techniki i technologii. Poniżej przedstawimy charakterystykę poszczególnych Pracowni wchodzących w skład ROEM z uwzględnieniem nie tylko wyposażenia technicznego poszczególnych laboratoriów specjalistycznych, ale również ze wskazaniem umiejętności, jakie mogą 119

120 ukształtować uczący się i zadań zawodowych, jakie będą wykonywać na danych stanowiskach. Pracownia Mechatroniki I a) Laboratorium podstaw mechatroniki 1. Wyposażenie laboratorium: zestawy dydaktyczne do projektowania, montażu i uruchamiania układów sterowania pneumatycznego, zestawy dydaktyczne do projektowania, montażu i uruchamiania układów sterowania przekaźnikowo-stycznikowego, zestawy dydaktyczne do projektowania, montażu i uruchamiania układów sterowania hydraulicznego, zestawy dydaktyczne do projektowania, montażu i uruchamiania układów sterowania mikroprocesorowego (sterowniki PLC SIMATIC S7, LOGO!, FPC 101), zestawy do montażu i uruchamiania aplikacji sterowników PLC. stanowiska technodydaktyczne do projektowania i budowania przemysłowych konstrukcji mechanicznych z profili przemysłowych, stanowisko technodydaktyczne do programowania manipulatora pneumatycznego w oparciu o sterowniki S7-200 i S7-300 Siemens, stanowiska technodydaktyczne sterowanych napędów elektrycznych wyposażone w falowniki Hitachi SJ100 oraz sterowniki programowalne S7-200 i S7-300 Siemens, stanowiska technodydaktyczne do modelowania procesów przemysłowych w oparciu o rozwiązanie MPS firmy Festo oraz przemysłowe sterowniki programowalne S7-300 Siemens oraz RX3i firmy Fanuc, stanowisko firmy Festo do programowania silnika pneumatycznego typu muskuł, stanowisko do programowania paneli operatorskich firmy Festo. Urządzenia do ćwiczeń z mechatroniki są urządzeniami przemysłowymi przystosowanymi do celów edukacyjnych poprzez zamocowanie ich na mobilnych konstrukcjach z profili przemysłowych zapewniających swobodny i bezpieczny 120

121 dostęp podczas zajęć dydaktycznych. Wszystkie stanowiska posiadają pełną obudowę dydaktyczną (materiały ćwiczeniowe, informacyjne, foliogramy itp.). 2. Umiejętności, które można ukształtować w laboratorium: konstruowanie, uruchamianie i projektowanie układów sterowania pneumatycznego i elektropneumatycznego, projektowanie, montaż i uruchamianie układów sterowania hydraulicznego i elektrohydraulicznego, projektowanie, montaż i uruchamianie układów sterowania stycznikowoprzekaźnikowego, projektowanie, montaż i uruchamianie układów sterowania napędami elektrycznymi, programowanie i obsługa sterowników PLC, programowanie i obsługa manipulatorów i falowników, diagnozowanie i naprawy układów mechatronicznych. 3. Zadania zawodowe wykonywane przez uczących się: montaż i demontaż układów sterowania pneumatycznego i elektropneumatycznego, montaż i demontaż układów sterowania hydraulicznego i elektrohydraulicznego, montaż i demontaż układów sterowania stycznikowo-przekaźnikowego, montaż i demontaż układów sterowania z wykorzystaniem sterowników PLC, rozruch urządzeń i systemów mechatronicznych. b) Laboratorium urządzeń mechatronicznych 1 i 2 1. Wyposażenie laboratoriów: Zautomatyzowana linia produkcyjna serii FMS 500 wyposażona w sześć stanowisk współpracujących poprzez wspólny moduł transmisyjny (przenośnik taśmowy). Każde stanowisko wyposażone jest w sterownik PLC Simatic S Sterowniki pracują w sieci Profibus DP. Dodatkowo linia wyposażona jest w dwie obrabiarki sterowane numerycznie (tokarka i frezarka) firmy EMCO oraz robota Mitsubishi. Linia jest przystosowana do automatycznej produkcji siłowników pneumatycznych. Linia składa się z następujących modułów: 121

122 moduł wejściowy, którego zadaniem jest pobranie podzespołów z magazynu, skontrolowanie jego parametrów i przekazanie do dalszego montażu, moduł obróbki, którego zadaniem jest odebranie z modułu wejściowego elementów siłownika, poddaniu ich obróbce (np. wykonanie otworu) a następnie przekazanie do dalszego montażu, moduł montażu, którego zadaniem jest zmontowanie siłownika pneumatycznego, magazyn półwyrobów oraz stanowisko buforowania obrobionych detali siłowników stanowisko komputerowe pełniące rolę głównego systemu sterowania z zainstalowanym systemem SCADA zarządzającą praca całej elastycznej linii produkcyjnej. Wszystkie moduły i stanowiska mogą pracować wspólnie lub niezależnie od siebie. W laboratoriach wykorzystywane jest oprogramowanie: FluidSim P firmy Festo do nauki projektowania i obsługi układów pneumatycznych i elektropneumatycznych, FluidSim H firmy Festo do nauki projektowania i obsługi układów hydraulicznych i elektrohydraulicznych, CIROS Robotics firmy Festo do nauki programowania robotów firmy Mitsubishi, system MTS do programowania i symulacji działania obrabiarek CNC. Zestawy PCS nowej generacji do nauki programowania i obsługi układów regulacji ciągłej z wykorzystaniem regulatora PID z logiką Fuzzy Logic oraz sterownika PLC. Zestawy umożliwiają: dwupoziomową regulację poziomu cieczy z pomiarem analogowym, ciągłą regulację poziomu cieczy, ciągłą regulację natężenia przepływu z użyciem pompy sterującej i pomiarem impulsowym wielkości regulowanej, ciągłą regulację natężenia przepływu z użyciem zaworu proporcjonalnego i pomiarem impulsowym wielkości regulowanej, 122

123 ciągłą regulację natężenia przepływu z użyciem pompy sterującej i pomiarem analogowym wielkości regulowanej, dwupołożeniową regulację temperatury z pomiarem analogowym. 2. Umiejętności, które można ukształtować w laboratoriach: programowanie i obsługa zautomatyzowanych linii produkcyjnych, diagnozowanie i naprawa układów mechatronicznych, programowanie i obsługa układów automatycznej regulacji z wykorzystaniem regulatorów PID z logiką Fuzzy Logic oraz sterownika PLC, montaż układów automatycznej regulacji. programowanie i obsługa sterowników PLC, programowanie i obsługa obrabiarek CNC, programowanie i obsługa robotów, programowanie i obsługa przemysłowych sieci komunikacyjnych. 3. Zadania zawodowe wykonywane przez uczących się: montaż i demontaż urządzeń i systemów mechatronicznych, rozruch urządzeń i systemów mechatronicznych, konserwacja urządzeń i systemów mechatronicznych, naprawa urządzeń i systemów mechatronicznych, programowanie urządzeń i systemów mechatronicznych, projektowanie urządzeń i systemów mechatronicznych, programowanie i obsługa układów automatycznej regulacji, obsługa oprogramowania specjalistycznego z zakresu programowania i wizualizacji procesów przemysłowych. c) Laboratorium robotyki 1. Wyposażenie laboratorium: robot 6-cio osiowy o sferycznym obszarze roboczym RV-3SB (Mitsubishi Electric) z chwytakiem pneumatycznym i panelem operatorskim, robot 4-ro osiowy o cylindrycznym obszarze roboczym RP-1AH (Mitsubishi Electric) wraz ze sterownikiem, panelem uczącym, interfejsem sieci, zaworem pneumatycznym, interfejsem chwytaka pneumatycznego, kartą sterującą do chwytaka pneumatycznego oraz dokumentacją, robot 4-ro osiowy o cylindrycznym obszarze roboczym RH-6SH (Mitsubishi Electric) wraz ze sterownikiem, panelem uczącym, interfejsem sieci, 123

124 zaworem pneumatycznym, interfejsem chwytaka pneumatycznego, kartą sterującą do chwytaka pneumatycznego oraz dokumentacją, oprogramowanie CIROS Robotics. 2. Umiejętności, które można ukształtować w laboratorium: programowanie i obsługa robotów w trybie edycji, programowanie i obsługa robotów w trybie Teach-In, montaż zrobotyzowanych stanowisk produkcyjnych. 3. Zadania zawodowe wykonywane przez uczących się: montaż robotów przemysłowych, eksploatacja robotów przemysłowych, programowanie robotów przemysłowych, obsługa oprogramowania specjalistycznego do programowania i symulacji pracy robotów przemysłowych. Pracownia Mechatroniki II a) Laboratorium programowania obrabiarek sterowanych numerycznie 1. Wyposażenie laboratorium: stanowiska dydaktyczne wyposażone w symulatory firmy MTS BERLIN do symulacji procesu toczenia i frezowania, stanowiska dydaktyczne wyposażone w specjalistyczne oprogramowanie CAD/CAM, obrabiarki sterowane numerycznie (frezarka sterowana numerycznie MIKRON WF 21D z układem sterowania HEIDENHAIN, tokarka sterowana numerycznie TPS 20 N z układem sterowania SINUMERIC 410), 2 treningowe obrabiarki sterowane numerycznie OBR USN Toruń), pionowe centrum obróbcze CNC MDT EXTRON L-350, które stanowi frezarka 3-osiowa o posuwie szybkim w osiach X/Y/Z z pulpitem sterowania FANUC Oi MC). 2. Umiejętności, które można ukształtować w laboratorium: programowanie tokarek i frezarek sterowanych numerycznie, obsługa obrabiarek sterowanych numerycznie w zakresie podstawowym, tworzenie dokumentacji technicznej w oparciu o aplikację INCAD, tworzenie procesów technologicznych CAD/CAM, 124

125 zastosowanie programów komputerowych wytwarzających pliki HPGL do wykonywania detali. 3. Zadania zawodowe wykonywane przez uczących się: programowanie obrabiarek sterowanych numerycznie, obsługa obrabiarek sterowanych numerycznie, obsługa oprogramowania specjalistycznego do programowania i symulacji działania obrabiarek sterowanych numerycznie. b) Laboratorium CNC 1. Wyposażenie laboratorium: Zintegrowany system do nauki programowania i obsługi obrabiarek CNC firmy MTS CAD/CAM V7 w zakresie toczenia i frezowania z możliwością symulacji 3D i modułem Top CAM, Tokarka EMCO CONCEPT TURN 250 sterowana systemami Sinumeric 840D oraz Fanuc 21 z dodatkową osią C pracująca w sieci, Frezarka EMCO CONCEPT Mill 250 sterowana systemami Sinumeric 840D oraz Fanuc 21 pracująca w sieci. Główną zaletą wymienionych obrabiarek CNC jest możliwość programowania aż w 3 językach: FANUC, HEIDENHAIN, SINUMERIK. 2. Umiejętności, które można ukształtować w laboratorium: programowanie tokarek i frezarek sterowanych numerycznie, obsługa obrabiarek sterowanych numerycznie w zakresie podstawowym, tworzenie procesów technologicznych CAD/CAM. 3. Zadania zawodowe wykonywane przez uczących się: programowanie obrabiarek sterowanych numerycznie, obsługa obrabiarek sterowanych numerycznie, konserwacja obrabiarek sterowanych numerycznie. Pracownia Mechatroniki III a) Laboratorium diagnostyki samochodowej b) Laboratorium układów sterowania silników spalinowych 1. Wyposażenie laboratoriów: stacja dydaktyczna do badania czujników pojazdów samochodowych, stacja dydaktyczna do sprawdzania instalacji centralnych zamków w samochodach najnowszej generacji, 125

126 stacja dydaktyczna do badania podzespołów elektromaszynowych współczesnych pojazdów, stacja dydaktyczna do badania właściwości elektronicznych układów wtryskowych silnika z zapłonem iskrowym, stacja dydaktyczna do badania właściwości wielopunktowych układów wtryskowych, stacja dydaktyczna do diagnozowania stanu technicznego współczesnych pojazdów wyposażona w tester KTS 550 firmy Bosch, stacja dydaktyczna do regulacji siły hamowania ABS/ASR 5.3, stacja dydaktyczna do elektronicznego sterowania EDC silnikiem Diesla; stacja techniczno-dydaktyczna Wykorzystanie samochodu treningowego marki Peugeot 1007 w procesie osiągania kwalifikacji zawodowych. 2. Umiejętności, które można ukształtować w laboratoriach: montowanie, uruchamianie oraz obsługa układów elektrycznych zintegrowanych w sterowniku układu Check-control, analizowanie budowy i zasady działania oraz diagnozowanie uszkodzeń systemu elektronicznego sterowania układem zasilania silnikiem o ZS i ZI, analizowanie budowy i zasady działania oraz diagnozowanie uszkodzeń systemu ABS/ASR, analizowanie budowy i zasady działania blokady oraz lokalizowanie i usuwanie uszkodzeń występujących w systemie, analizowanie budowy i zasady działania alternatora, rozrusznika oraz sporządzanie typowych charakterystyk, lokalizowanie i diagnozowanie uszkodzeń powstałych w poszczególnych układach elektrycznych i elektronicznych współczesnego samochodu za pomocą przyrządów elektronicznych oraz komputera, analizowanie układów elektroniki pokładowej pojazdu z wykorzystaniem modułu diagnostycznego KTS 550 firmy BOSCH. 3. Zadania zawodowe wykonywane przez uczących się: diagnozowanie elektronicznych i elektrycznych układów pojazdów samochodowych, obsługa elektronicznych i elektrycznych układów pojazdów samochodowych, naprawa elektronicznych i elektrycznych układów pojazdów 126

127 samochodowych, obsługa diagnoskopu, montaż elektronicznych układów sterowania silnikami spalinowymi, obsługa elektronicznych układów sterowania silnikami spalinowymi, diagnozowanie elektronicznych układów sterowania silnikami spalinowymi. Pracownia Mechatroniki IV a) Laboratorium przetwórstwa tworzyw sztucznych 1. Wyposażenie laboratorium: wtryskarka austriackiej firmy Battenfeld z najnowocześniejszym układem komputerowego sterowania procesem wtrysku tworzywa sztucznego UNILOG, specjalistyczne oprogramowanie PRO ENGINEER, które służy do komputerowego wspomagania projektowania form wtryskowych, symulacji procesu wypełniania formy, modelowania przestrzennego wyprasek z tworzyw sztucznych. Oprogramowanie umożliwia kompleksowe projektowanie form wtryskowych z uwzględnieniem obliczeń konstrukcyjnych i wytrzymałościowych, stanowiska dydaktyczne do obróbki tworzyw sztucznych, stanowiska dydaktyczne do projektowania narzędzi wtryskowych. 2. Umiejętności, które można ukształtować w laboratorium: rozróżnianie podstawowych tworzyw wielkocząsteczkowych, klasyfikowanie metod obróbki, projektowanie formy wtryskowej, wykorzystywanie formy wtryskowej, programowanie parametrów wtrysku, obsługa wtryskarki. 3. Zadania zawodowe wykonywane przez uczących się: obsługa wtryskarki do tworzyw sztucznych, projektowanie prostych form wtryskowych, obsługa oprogramowania specjalistycznego do projektowania form wtryskowych oraz obsługi wtryskarki. 127

128 Pracownia Mechatroniki V a) Laboratorium kształcenia na odległość 1. Wyposażenie laboratorium: platforma e-learningowa, edytory kursów. 2. Umiejętności możliwe do ukształtowania w laboratorium: opracowywanie kursów e-learningowych, prowadzenie i administrowanie kursami e-learningowymi. Regionalny Ośrodek Edukacji Mechatronicznej to nie tylko najnowocześniejsze wyposażenie w zakresie mechatroniki. Niezwykle istotnym elementem w kreowaniu nowoczesnego modelu edukacji mechatronicznej jest zastosowanie nowych koncepcji i technologii kształcenia: systemu kształcenia modułowego (zadaniowego) oraz technologii e-learningowej. Kształcenie modułowe alternatywne do koncepcji klasycznej polega na integracji kształcenia praktycznego z teoretycznym w jeden system modułów umiejętności zawodowych. Każdy moduł składa się z jednostek modułowych, a nazwa jednostki modułowej jest tożsama z nazwą zadania zawodowego. Treści jednostek modułowych można transformować i wymieniać w wyniku zmian technologicznych lub zmian w technikach pracy zawodowej. Zastosowanie w procesie kształtowania umiejętności mechatronicznych technologii e-learningowej pozwala na prowadzenie profesjonalnych szkoleń na odległość, pozwala na efektywne wykorzystanie laboratoriów oraz poprawia dostęp do usług edukacyjnych osób niepełnosprawnych i osób zamieszkujących poza aglomeracją łódzką. Regionalny Ośrodek Edukacji Mechatronicznej umożliwia prowadzenie zajęć zarówno ogólnozawodowych, jak i specjalistycznych, a tym samym stwarza warunki dla potrzeb nowoczesnego przygotowania kadry wykwalifikowanych pracowników i osiągania przez nich kwalifikacji mechatronicznych na poziomie zaawansowanym zgodnie z zapotrzebowaniem pracodawców. W Regionalnym Ośrodku Edukacji Mechatronicznej mogą kształcić się uczniowie szkół z regionu łódzkiego (w trybie formalnym i pozaformalnym), osoby dorosłe pragnące osiągnąć nowe kwalifikacje lub podwyższyć dotychczasowe kwalifikacje, studenci, nauczyciele szkół zawodowych, pracownicy przedsiębiorstw. W Ośrodku 128

129 została opracowana i rozpowszechniona bogata oferta zajęć w formach szkolnych (zajęć edukacyjnych dla uczniów), dodatkowych zajęć specjalizacyjnych, zajęć edukacyjnych dla studentów uczelni technicznych, kursów kwalifikacyjnych i doskonalących dla pracowników przedsiębiorstw, kursów dla osób pozostających poza pracą, kursów i warsztatów dla nauczycieli szkół zawodowych. Wśród wielu form uczenia się i doskonalenia pragniemy zwrócić szczególną uwagę na kilka wybranych pozycji: Kursy ogólnozawodowe 1. Montaż układów i urządzeń elektronicznych Adresaci: Uczniowie gimnazjów i szkół ponadgimnazjalnych Stopień zaawansowania: Podstawowy Czas trwania: 40 godzin Charakterystyka: Podczas kursu uczestnicy zapoznawać się będą z budową, zasadami działania elementów, podzespołów i zespołów elektronicznych oraz będą montować i uruchamiać układy i urządzenia elektroniki użytkowej. W zakres kursu wchodzi również nauka posługiwania się przyrządami pomiarowymi stosowanymi w elektronice. Zakres kursu obejmuje zarówno układy i urządzenia analogowe jak i cyfrowe. 2. Montaż i eksploatacja napędów elektrycznych Adresaci: Uczniowie gimnazjów i szkół ponadgimnazjalnych, pracownicy przedsiębiorstw podnoszący kwalifikacje Stopień zaawansowania: Podstawowy Czas trwania: 40 godzin Charakterystyka: Podczas kursu uczestnicy zapoznawać się będą z budową, zasadami działania napędów elektrycznych oraz zasadami ich sterowania. Zakres kursu obejmuje również montaż i uruchamianie układów przekształtnikowych włącznie z programowaniem falowników Hitachi. Kursy specjalistyczne 3. Montaż i eksploatacja układów pneumatyki Adresaci: Uczniowie szkół ponadgimnazjalnych, studenci wyższych uczelni technicznych, nauczyciele, pracownicy przedsiębiorstw podnoszący kwalifikacje Stopień zaawansowania: Podstawowy i średniozaawansowany 129

130 Czas trwania: 40 godzin Charakterystyka: Podczas kursu uczestnicy zapoznawać się będą z budową, zasadami działania elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i elektropneumatycznych oraz układami sterowania pneumatycznego. Zakres kursu obejmuje również montaż i uruchamianie układów pneumatycznych i elektropneumatycznych. 4. Montaż i eksploatacja układów hydrauliki siłowej Adresaci: Uczniowie szkół ponadgimnazjalnych, studenci wyższych uczelni technicznych, nauczyciele, pracownicy przedsiębiorstw podnoszący kwalifikacje Stopień zaawansowania: Podstawowy i średniozaawansowany Czas trwania: 40 godzin Charakterystyka: Podczas kursu uczestnicy zapoznawać się będą z budową, zasadami działania elementów, podzespołów i zespołów hydraulicznych i elektrohydraulicznych oraz układami sterowania hydraulicznego. Zakres kursu obejmuje również montaż i uruchamianie układów hydraulicznych i elektrohydraulicznych. 5. Montaż i eksploatacja układów mechatronicznych ze sterowaniem PLC Adresaci: Uczniowie szkół ponadgimnazjalnych, studenci wyższych uczelni technicznych, nauczyciele, pracownicy przedsiębiorstw podnoszący kwalifikacje Stopień zaawansowania: Podstawowy i średniozaawansowany Czas trwania: 20 godzin Charakterystyka: Podczas kursu uczestnicy zapoznawać się będą z budową, zasadą działania układów mechatronicznych ze sterowaniem PLC. Kurs obejmuje również montaż, uruchamianie i regulacje parametrów pracy układów mechatronicznych ze sterowaniem PLC. 6. Montaż i eksploatacja układów automatycznej regulacji Adresaci: Uczniowie szkół ponadgimnazjalnych, studenci wyższych uczelni technicznych, nauczyciele, pracownicy przedsiębiorstw podnoszący kwalifikacje Stopień zaawansowania: Podstawowy i średniozaawansowany Czas trwania: 20 godzin 130

131 Charakterystyka: Podczas kursu uczestnicy zapoznawać się będą z budową, zasadą działania programowalnych układów automatycznej regulacji. Kurs obejmuje również montaż, uruchamianie i regulacje parametrów pracy programowalnych układów automatycznej regulacji. 7. Montaż i eksploatacja sieci Profibus i Asi Adresaci: Uczniowie szkół ponadgimnazjalnych, studenci wyższych uczelni technicznych, nauczyciele, pracownicy przedsiębiorstw podnoszący kwalifikacje Stopień zaawansowania: Średniozaawansowany Czas trwania: 20 godzin Charakterystyka: Podczas kursu uczestnicy zapoznawać się będą z budową i zasadą działania sieci komunikacyjnych Profibus i Asi. Kurs obejmuje również montaż, uruchamianie i konfigurowanie sieci Profibus i Asi. 8. Montaż i eksploatacja układów mechatroniki pojazdowej Adresaci: Uczniowie szkół ponadgimnazjalnych, studenci wyższych uczelni technicznych, nauczyciele, pracownicy przedsiębiorstw podnoszący kwalifikacje Stopień zaawansowania: Średniozaawansowany Czas trwania: 30 godzin Charakterystyka: Podczas kursu uczestnicy będą analizować budowę i zasadę działania układu sterowania silnika o zapłonie samoczynnym oraz układu sterowania ABS/ASR. Kurs obejmuje również metody diagnozowania przyrządem diagnostycznym KTS 550 w/w układów. 9. Montaż i eksploatacja systemów mechatronicznych Adresaci: Uczniowie szkół ponadgimnazjalnych, studenci wyższych uczelni technicznych, nauczyciele, pracownicy przedsiębiorstw podnoszący kwalifikacje Stopień zaawansowania: Zaawansowany Czas trwania: 60 godzin Charakterystyka: Podczas kursu uczestnicy zapoznawać się będą z budową i zasadą działania systemu mechatronicznego na przykładzie zestawu Multi FMS. Kurs obejmuje również montaż, uruchamianie i regulacje parametrów pracy zestawu MultiFMS. 131

132 10. Programowanie i obsługa sterowników PLC Adresaci: Uczniowie szkół ponadgimnazjalnych, studenci wyższych uczelni technicznych, nauczyciele, pracownicy przedsiębiorstw podnoszący kwalifikacje Stopień zaawansowania: Zaawansowany Czas trwania: 60 godzin Charakterystyka: Podczas kursu uczestnicy zapoznawać się będą z zasadami programowania oraz językami programowania sterowników programowalnych różnych producentów. Ponadto uczestnicy kursu zapoznają się z metodami graficznymi rozwiązywania zadań sterowniczych w typowych aplikacjach. 11. Programowanie i obsługa obrabiarek sterowanych numerycznie Adresaci: Uczniowie szkół ponadgimnazjalnych, studenci wyższych uczelni technicznych, nauczyciele, pracownicy przedsiębiorstw podnoszący kwalifikacje Stopień zaawansowania: Zaawansowany Czas trwania: 120 godzin Charakterystyka: celem kursu jest osiąganie kwalifikacji zawodowych przez uczących się niezbędnych do wykonywania pracy w charakterze operatora lub programisty tokarki i frezarki sterowanej numerycznie. 12. Programowanie i obsługa robotów przemysłowych Mitsubishi Adresaci: Uczniowie szkół ponadgimnazjalnych, studenci wyższych uczelni technicznych, nauczyciele, pracownicy przedsiębiorstw podnoszący kwalifikacje Stopień zaawansowania: Zaawansowany Czas trwania: 60 godzin Charakterystyka: Podczas kursu uczestnicy zapoznawać się będą z zasadami programowania oraz językami programowania robotów firmy Mitsubishi. Ponadto uczestnicy kursu zapoznają się z obsługą programatorów robotów przemysłowych oraz oprogramowania użytkowego. 132

133 13. Programowanie złożonych systemów mechatronicznych Adresaci: Uczniowie szkół ponadgimnazjalnych, studenci wyższych uczelni technicznych, nauczyciele, pracownicy przedsiębiorstw podnoszący kwalifikacje Stopień zaawansowania: Zaawansowany Czas trwania: 80 godzin Charakterystyka: Podczas kursu uczestnicy zapoznawać się będą z zasadami programowania złożonych systemów mechatronicznych (linii technologicznej) z uwzględnieniem komunikacji sieciowej. 14. Nadzorowanie pracy systemów mechatronicznych Adresaci: Uczniowie szkół ponadgimnazjalnych, studenci wyższych uczelni technicznych, nauczyciele, pracownicy przedsiębiorstw podnoszący kwalifikacje Stopień zaawansowania: Zaawansowany Czas trwania: 40 godzin Charakterystyka: Podczas kursu uczestnicy zapoznawać się będą z eksploatacją złożonych systemów mechatronicznych z uwzględnieniem wizualizacji procesów. Ponadto uczestnicy kursu będą przeprowadzać regulację parametrów procesu technologicznego oraz konserwację systemu mechatronicznego (linii MultiFMS). 15. Diagnozowanie i naprawy układów i systemów mechatronicznych Adresaci: Uczniowie szkół ponadgimnazjalnych, studenci wyższych uczelni technicznych, nauczyciele, pracownicy przedsiębiorstw podnoszący kwalifikacje Stopień zaawansowania: Średniozaawansowany Czas trwania: 20 godzin Charakterystyka: Podczas kursu uczestnicy zapoznawać się będą z zasadami diagnozowania oraz naprawiania urządzeń i systemów mechatronicznych. Ponadto uczestnicy kursu zapoznają się z narzędziami diagnostycznymi stosowanymi w urządzeniach i systemach mechatronicznych. 133

134 16. Projektowanie układów mechatronicznych Adresaci: Uczniowie szkół ponadgimnazjalnych, studenci wyższych uczelni technicznych, nauczyciele, pracownicy przedsiębiorstw podnoszący kwalifikacje Stopień zaawansowania: Średniozaawansowany Czas trwania: 80 godzin Charakterystyka: Podczas kursu uczestnicy zapoznawać się będą z zasadami projektowania urządzeń i systemów mechatronicznych ze szczególnym uwzględnieniem narzędzi informatycznych wspomagających projektowanie. Regionalny Ośrodek Edukacji Mechatronicznej zapewnia nowoczesną edukację mechatroniczną opartą na podejściu systemowym, stanowiącą szansę i wyzwanie dla kształcenia zawodowego: szansę, ponieważ jej cele, treści i metody pokazują jak integrować wiedzę, jak wykorzystać najnowsze osiągnięcia techniki i technologii, a wyzwanie, bowiem trzeba przestawić się z tradycyjnego myślenia branżowo-przedmiotowo-produktowego na myślenie czynnościowo-obiektowoprocesowe 65. Regionalny Ośrodek Edukacji Mechatronicznej został utworzony w odpowiedzi na rosnące zapotrzebowanie firm na pracowników z bardzo wysokimi kwalifikacjami w zawodach mechatronicznych, co wiąże się z koniecznością modernizacji bazy techniczno-dydaktycznej w placówkach edukacyjnych oraz ze stałym podnoszeniem kwalifikacji specjalistycznych pracowników. Kwalifikacje związane z mechatroniką są obecnie niezwykle poszukiwane w wielu obszarach w urządzenia mechatroniczne wyposażone są wszystkie gałęzie przemysłu, w których występują zautomatyzowane i zrobotyzowane linie technologiczne. Do największych gałęzi przemysłu, w których pracują urządzenia i systemy mechatroniczne należą: przemysł spożywczy, elektrotechniczny, motoryzacyjny, chemiczny, farmaceutyczny, kosmetyczny, zabawkarski, zbrojeniowy itp. Aktualnie w regionie łódzkim nie funkcjonuje inna placówka o takim zakresie i poziomie kształcenia: osiągnięcie większości kwalifikacji mechatronicznych na 65 Wniosek Projekt Doposażenie Pracowni Mechatronicznej w Łódzkim Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego 134

135 poziomie zaawansowanym jest niedostępne dla wielu osób ze względu na koszty i brak ośrodków szkoleniowych. Regionalny Ośrodek Edukacji Mechatronicznej służy społeczeństwu naszego regionu w tym zakresie, a jego specyfika dostosowywana jest do potrzeb rynku pracy w sposób elastyczny. Utworzenie w Ośrodku nowoczesnej bazy techniczno-dydaktycznej oraz zaprojektowanie uczenia się poprzez wykonywanie zadań projektów pozwala na: rozwój kompetencji pracowników wchodzących na rynek pracy oraz doskonalenie pracowników już funkcjonujących, utworzenie nowoczesnego, innowacyjnego modelu współpracy pomiędzy pracodawcami a instytucją edukacyjną, przygotowanie aktywnego, mobilnego i skutecznie działającego pracownika gospodarki (ukształtowanie oczekiwanej sylwetki absolwenta dzięki wdrażaniu systemu kształcenia modułowego), zwiększenie dostępności do osiągania kwalifikacji zawodowych poprzez kształcenie na odległość, zwiększenie dostępu do nowych technologii, transfer wiedzy i umiejętności na wykonywanie zadań zawodowych w małych i średnich przedsiębiorstwach. 135

136 WŁODZIMIERZ JANKOWSKI EWOLUCJA TECHNOLOGICZNA W PRACOWNIACH MECHATRONICZNYCH W ŁÓDZKIM CENTRUM DOSKONALENIA NAUCZYCIELI I KSZTAŁCENIA PRAKTYCZNEGO 66 Początki przygody z mechatroniką na świecie sięgają roku 1969 kiedy to japońska firma Yaskawa Electric Corporation wprowadziła ten termin jako swoją nazwę handlową chronioną prawnie od roku Początkowo odwoływano się jedynie do rozwiązań w obszarze auto-focusu w lustrzankach fotograficznych. W roku 1982 firma zrezygnowała z ochrony terminu, ponieważ okazało się, że zaczął on funkcjonować w znacznie szerszym obszarze znaczeniowym i funkcjonalnym niż pierwotnie zakładano. W Łódzkim Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego bardzo szybko zauważono, iż takie traktowanie techniki to nie tylko innowacja, ale również przyszłość. Okazało się, że przyszłość niezupełnie tak odległa. Traktowanie mechatroniki interdyscyplinarnie prowadzi w efekcie do osiągnięcia celów o wiele bardziej złożonych technicznie niż gdyby traktować te obszary rozdzielnie. Pierwszym krokiem było powstanie pierwszej pracowni mechatronicznej. Projekt jak na rok 1996 jak najbardziej wizjonerski i nowatorski. Było to wówczas pierwsze tego typu przedsięwzięcie w skali kraju. Sam termin mechatronika zupełnie niezrozumiały i tak samo odległy jak robot kojarzący się bardziej z bohaterem powieści science-fiction niż z fizycznym urządzeniem pracującym w przemyśle. Początkowo powstały cztery stanowiska zaopatrzone w aluminiowe płyty umożliwiające szybki, laboratoryjny montaż elementów. Umożliwiały budowę układów sterowania pneumatycznego i elektropneumatycznego. Przemysłowe elementy sterujące i wykonawcze zaopatrzono w podstawki z tworzywa sztucznego, ułatwiające zamocowanie na profilowanych płytach. Dopełnieniem było oprogramowanie FluidSim służące do projektowania układów sterowania i, co najważniejsze, posiadające symulator działania zaprojektowanego systemu. Narzędzie umożliwiało również dobieranie parametrów pracy elementów sterujących 66 Materiał prezentowany podczas otwarcia Regionalnego Ośrodka Edukacji Mechatronicznej w ŁCDNiKP

137 np. prędkości wysuwania się tłoczyska siłownika, ciśnienia panującego w układzie zasilania w powietrze czy masy, jaką tłok siłownika musi przesunąć lub podnieść. Obok obszaru pneumatyki pracownię wyposażono w dwa stanowiska techniczno-dydaktyczne do budowania układów hydraulicznych i elektrohydraulicznych. Czas pokazał, że hydraulika siłowa stanowi bardzo szeroki obszar działalności technicznej. Najbardziej widoczne są te rozwiązania, które możemy zobaczyć w dużych maszynach drogowych lub rolniczych. Okazuje się jednak, że to tylko czubek góry lodowej tych zastosowań. Stosowane są bardzo często w sytuacjach, gdzie potrzebne są duże siły a stosowanie aktuatorów zasilanych pneumatycznie wiązałoby się z bardzo dużymi gabarytami takich rozwiązań. Wtedy na pomoc przychodzą moduły hydrostatyczne zaopatrzone w lokalny agregat hydrauliczny, odpowiedni element wykonawczy oraz moduł umożliwiający sterowanie za pomocą sieci przemysłowej. Oczywiście mechatronika to również cały obszar zastosowań elektroniki w procesach sterowania, kontroli i przesyłania danych, czyli różnego rodzaju sterowniki programowalne PLC. Od samego początku istnienia pracowni bardzo duże znaczenie przykładano do umiejętności programowania i użytkowania tego typu urządzeń. Pierwsze kroki w tym obszarze stawiano wykorzystując moduły Festo serii FPC. Dołączone środowisko programistyczne umożliwiało pracę w języku podobnym do współczesnego Pascala lub Ansii C. Nieco później pojawiły się sterowniki Logo! Firmy Siemens. Oprogramowanie LogoSoft posiadało jak na owe czasy bardzo intuicyjny interfejs oraz pozwalało na programowanie przy użyciu elementów blokowych podobnych do tych, jakie możemy spotkać na schematach urządzeń elektronicznych. Nie bez znaczenia był również fakt możliwości sprawdzenia poprawności działania układu przy pomocy wbudowanego modułu symulatora sygnałów wejściowych i możliwości śledzenia przepływu sygnałów w trakcie pracy systemu. Jako następny w pracowni pojawił się sterownik S7-200 firmy Siemens. Nowy element oferujący nowe możliwości. Interfejs programisty swoim wyglądem i strukturą funkcjonalną niewiele różni się od rozwiązań stosowanych obecnie. Użytkownik dostał narzędzie o dużych możliwościach: trzy języki programowania, możliwość stosowania podprogramów i przerwań, operacje logiczne na zmiennych, pierwsze narzędzia diagnostyczne, możliwość obserwowania on-line wykonywanych 137

138 linii programu. Uruchomienie sterownika w trybie pracy krokowej wprowadziło zupełnie nowe podejście do testowania i analizowania pracy nowych układów. Rzecz jasna nie można mówić o programowaniu sterowników w oderwaniu od elementów wykonawczych. Istniejące stacje dydaktyczne wykorzystywane do budowania układów elektropneumatycznych zostały przebudowane i zmodyfikowane pod kątem dołączenia do nich sterowników programowalnych. Powstały nowe moduły zawierające sterowniki z możliwością zamocowana ich na profilowanych płytach stanowisk i dokonywania połączeń przy pomocy laboratoryjnych przewodów elektrycznych będących na wyposażeniu. Stacje techniczno-dydaktyczne w pracowni podlegają ciągłym przeobrażeniom aby nadążyć za zmianami technologicznymi. Najlepiej widać to na przykładzie manipulatora kartezjańskiego oraz stacji MPS modelującej fragment przemysłowego procesu technologicznego. Manipulator składa się z trzech siłowników beztłoczyskowych. Początkowo zarządzany był za pomocą modułu FST 100 dostarczonego przez producenta - firmę Festo. Niedogodnością w użytkowaniu urządzenia był fakt, iż nie można było wyedytować kodu programu i dokonać jakichkolwiek zmian. Poza tym posiadał on tylko możliwość ręcznego sterowania i programowania poprzez wykonanie kolejnych ruchów siłownikami i zapamiętania stanu sygnałów czujników krańcowych siłowników osi X, Y i Z. Zastosowanie laboratoryjnego modułu ze sterownikiem S7-200 zupełnie zmieniło sposób pracy z urządzeniem i wprowadziło nowe możliwości w zakresie programowania obiektu. Kolejna modyfikacja to zastosowanie sterownika S Zwiększenie dostępnych wejść i wyjść, wprowadzenie do układu dodatkowych czujników oraz modułu analogowego w sterowniku zaowocowało nowymi możliwościami w zakresie programowania układu. Zamiana elementów sterujących i zwiększenie ilości czujników położenia zwiększyło ilość punktów, w których może zatrzymywać się chwytak manipulatora. Stosując odpowiednich rozmiarów szachownicę, bez problemu można zaprogramować partię warcabów. Drugą młodość technologiczną przeżyła wspomniana wcześniej stacja do modelowania fragmentu procesu technologicznego MPS. Zaprojektowana i zbudowana jako zestaw czterech modułów funkcjonalnych zarządzanych oddzielnymi sterownikami. Każdy z nich można zaprogramować oddzielnie i może on pracować samodzielnie. Do poprawnej pracy zespołu niezbędne jest 138

139 przekazywanie sygnałów pomiędzy poszczególnymi sterownikami. Pierwotnie odbywało się to poprzez odpowiednie połączenia wykonane przewodami elektrycznymi na listwach przyłączeniowych. Takie rozwiązanie zastąpiono sterownikami S7-300 Siemensa pracującymi w sieci Profibus-DP, czyli dokładnie tak, jak odbywa się to w rozwiązaniach przemysłowych. Stworzono również pełną wizualizację pracy układu przy pomocy oprogramowania Wince, będącego pakietem narzędzi informatycznych typu SCADA opracowanego przez firmę Siemens. Kolejnym w pełni autorskim rozwiązaniem zaprojektowanym i wdrożonym w obszarze tego typu działań było stworzenie drugiej pracowni mechatronicznej. Powstała ona w wyniku obserwacji rynku pracy i stanowiła wyjście naprzeciw oczekiwaniom pracodawców, co do umiejętności absolwentów szkół ponadgimnazjalnych. Okazało się mianowicie, że młodzi ludzie zupełnie dobrze dają sobie radę z projektowaniem układów mechatronicznych na ekranie monitora, natomiast nie potrafią budować swoich projektów z fizycznych elementów przemysłowych pozbawionych obudowy laboratoryjnej. Problemy pojawiały się na etapie planowania czynności oraz podczas korzystania z narzędzi i materiałów montażowych. Dlatego pojawiła się koncepcja utworzenia następnej pracowni przeznaczonej dla uczniów klas programowo najwyższych oraz dorosłych osób uczących się jako miejsca kształtowania umiejętności niezbędnych do samodzielnej pracy zawodowej w przemyśle. Utworzono dziesięć autorskich stanowisk zbudowanych z takich samych profili maszynowych, jakich używa się do budowy linii montażowych w przemyśle. Ażurowa konstrukcja stołów umożliwia budowanie przestrzennych konstrukcji, a blacha perforowana umożliwia montaż elektrycznych listew przyłączeniowych oraz listew grzebieniowych do chowania przewodów elektrycznych. Każde stanowisko posiada własny zespół przygotowania powietrza, przemysłowy zasilacz 24 V i komputer z pełnym zestawem oprogramowania. Dzięki takiej konstrukcji montaż czujników, elementów wykonawczych, sterowników PLC oraz budowanie nawet złożonych układów mechatronicznych nie stwarza większych trudności. Ofertę pracowni uzupełniono również o podstawowe zagadnienia dotyczące napędów elektrycznych, budowę i programowanie falowników małych mocy oraz budowanie układów mechatronicznych zawierających tego typu rozwiązania. 139

140 Ostatnim etapem rozbudowywania bazy techniczno-dydaktycznej jest uruchomienie dalszych dwóch pracowni. Pierwsza z nich, to pracownia robotyki i napędów elektrycznych. Składa się z pięciu robotów przemysłowych Mitsubishi. Każde stanowisko wyposażone jest w panel dotykowy. Na kilkunastu komputerach przenośnych zainstalowano odpowiednie oprogramowanie do zarządzania urządzeniami. W oparciu o dodatkowy sterownik modułowy zbudowano sieć CCLink do zdalnej obsługi robotów przy pomocy przemysłowego panelu operatorskiego. Dwa stanowiska napędu elektrycznego z serwonapędami i sterownikami PLC uzupełnionymi o moduły szybkich liczników umożliwiają badanie i programowanie sterowania impulsowego. Druga pracownia zawiera laboratoryjną wersję przemysłowego, elastycznego systemu wytwarzania. Funkcjonalność urządzeń jest w pełni przemysłowa. Różnica polega na mniejszej masie elementów poddanych procesom. Linia produkcyjna składa się z dwóch obrabiarek CNC z uchwytami pneumatycznymi, obsługiwanych przez siedmioosiowego robota przemysłowego. Elementy po poddaniu ich operacji toczenia i frezowania przenoszone są do magazynu linii transportowo-montażowej. Dookoła transportera przenoszącego elementy zlokalizowane są stacje montażu i magazynowania. Każdy element systemu może być programowany oddzielnie lub pracować jako całość. Do zarządzania produkcją wykorzystano dwie sieci przemysłowe: Profibus-DP i AS-I. Nad całością czuwa oprogramowanie SCADA oferujące wizualizację i pełną kontrolę. 140

141 WITOLD MORAWSKI FESTO DIDACTIC EDUKACJA MECHATRONICZNA W WYMIARZE INTERDYSCYPLINARNYM Mechatronika integracja tradycyjnych dziedzin techniki Urządzenia i układy mechatroniczne są wyrazem naśladownictwa przyrody. W otoczeniu naturalnym takie układy są powszechne i umożliwiają funkcjonowanie istot żywych w zmiennych warunkach środowiska naturalnego. Istotną cechą urządzeń mechatronicznych jest zdolność do wiernego przetwarzania i przekazywania informacji (w formie sygnałów mechanicznych, elektrycznych, pneumatycznych, optycznych i innych) przy jednoczesnym wysokim stopniu automatyzacji tych urządzeń. Systemy mechatroniczne wyposażone są w czujniki zbierające sygnały ze swojego otoczenia, programowalne układy przetwarzania i interpretacji tych sygnałów oraz zespoły komunikacyjne i urządzenia wykonawcze oddziałujące odpowiednio na otoczenie. Terminu mechatronika użyto po raz pierwszy w 1975 r. w japońskim koncernie Yaskawa Electric Corporation, jako złożenie słów Mechanics-Electronics-Control. Pierwotnie, mechatronika była rozumiana jako uzupełnienie komponentów mechanicznych przez elektronikę w mechanice precyzyjnej, a typowym mechatronicznym urządzeniem był fotograficzny aparat-lustrzanka. Z czasem, pojęcie mechatroniki znacznie się zmieniło i rozszerzyło. W istocie, mechatronika stała się nauką inżynierską, opartą na klasycznych dyscyplinach budowy maszyn, elektrotechniki i elektroniki oraz informatyki. Celem tej nauki jest poprawianie funkcjonalności urządzeń i systemów technicznych przez powiązanie tych dyscyplin w jedną całość. Szereg autorów, jako bardziej poprawny uznaje termin mechanotronika, nie przyjął on się jednak, ani w inżynierii, ani w nauce. Istnieje wiele definicji mechatroniki i sposobów objaśniania jej funkcji. Zasadnicza linia podziału przebiega pomiędzy zrozumieniem jej jako metodologii, a uznaniem jako nowej dyscypliny w inżynierii i nauce. Według wybranych przykładów mechatronika jest: 141

142 ...obszarem studiów łączącym zasady inżynierii mechanicznej, elektrycznej i komputerowej Chicago State University...mieszaniną programowo-sprzętową do projektowania i analizowania zaawansowanych systemów sterowania Clemson University...synergiczną kombinacją precyzyjnej inżynierii, elektronicznego sterowania i systemowego myślenia w projektowaniu wyrobów i systemów produkcyjnych Journal of Mechatronics...interdyscyplinarną dziedziną w inżynierii zajmującą się projektowaniem urządzeń, których funkcje zależą od integracji komponentów mechanicznych i elektronicznych, skoordynowanych przez system sterowania Introduction to Mechatronics and Measurement Systems podręcznik...technologią która łączy mechanikę i elektronikę z technologiami informatycznymi w celu zapewnienia przestrzennej integracji oraz funkcjonalnej interakcji komponentów, modułów, urządzeń i systemów University of Twente (Holandia) W interpretacji Festo Didactic, mechatronika jest synergicznym połączeniem mechaniki precyzyjnej, elektronicznych układów sterujących i informatyki w celu projektowania, wytwarzania i eksploatacji inteligentnych systemów automatyki. Synergicznym, czyli takim, którego możliwości łączne są większe niż suma możliwości elementów składowych. 142

143 Mechatronika nie jest tożsama ani z automatyką, ani robotyką czy też automatyzacją produkcji. W tradycyjnym rozumieniu automatyka zawsze była służebna w stosunku do technologii, co można jeszcze dostrzec np. w wielkich zakładach chemicznych, rafineriach. Najpierw tworzono proces technologiczny, potem dodawano automatykę. W mechatronice integracja wymienionych trzech dziedzin jest znacznie większa i co ważne żadna z nich nie dominuje nad pozostałymi dwiema. Mechatronika może być uznana jako nowoczesne ujęcie technik automatyzacji dla szeroko rozumianych potrzeb inżynierii i edukacji. W podsumowaniu można przyjąć, że mechatronika jest interdyscyplinarną dziedziną nauki i techniki zajmującą się generalnie problemami mechaniki, elektroniki i informatyki. Zawiera jednak też wiele obszarów tzw. okołomechatronicznych które tworzą fundament mechatroniki i pokrywają wiele znanych dyscyplin, takich jak: elektrotechnika, energoelektronika, technika cyfrowa, technika mikroprocesorowa, techniki regulacyjne i inne. Należy jednak podkreślić, że ani formalna deklaracja, ani powierzchowne czerpanie z możliwości dziedzin, z których składa się mechatronika, nie tworzą specjalistymechatronika. Na to potrzebnych jest szereg uwarunkowań, związanych przede wszystkim, ze zmianą sposobu myślenia i działania, i to w zakresie praktyki przemysłowej jak i edukacji. Mechatronika zaczęła się dynamicznie rozwijać dopiero w latach osiemdziesiątych i to głównie ze względu na wymagania rynku. Co prawda, elementy elektryczne i elektroniczne w układach mechanicznych zaczęto wprowadzać już w latach czterdziestych. Okres ten można nazwać pierwszą generacją mechatroniki. Rozwój informatyki od początku lat siedemdziesiątych spowodował, że logiczne i decyzyjne elementy elektroniczne zaczęto zastępować mikroprocesorami z odpowiednim oprogramowaniem. Etap ten można uznać za drugą generację mechatroniki. Lata osiemdziesiąte to dalszy jej rozwój, zmierzający w kierunku uzyskania zintegrowanych elementów zapewniających funkcjonowanie skomplikowanych urządzeń, maszyn i systemów. Zapoczątkowało to rozwój mechatroniki trzeciej generacji, przedmiotem badań której są produkty charakteryzujące się wielofunkcyjnością i dużą złożonością konstrukcji. Uważa się, że pierwszym urządzeniem mechatronicznym była obrabiarka sterowana numerycznie (CNC) do produkcji śmigieł helikoptera, skonstruowana w Massachusetts Institute of Technology w USA w 1952 roku. Do podstawowych 143

144 produktów mechatronicznych można zaliczyć urządzenia takie jak: drukarki laserowe lub atramentowe, nowej generacji kserokopiarki, sterowane numerycznie maszyny do szycia i maszyny dziewiarskie, elektronicznie sterowany silnik spalinowy, systemy przeciwblokujące, przeciwpoślizgowe i poduszki powietrzne w technice samochodowej, wszelkiego typu obrabiarki sterowane numerycznie, roboty i manipulatory itp. Produktami mechatronicznymi są np. mikrokamery video, odtwarzacze CD i wiele mikromaszyn, ale również wielkogabarytowe systemy i linie produkcyjne. Producenci samochodów prezentują coraz częściej mechatroniczne auta wyposażone w skomplikowane systemy wykonawcze, programowane i sterowane komputerowo. Największym mechatronicznym urządzeniem na świecie jest prawdopodobnie system otwierający i zamykający drogę wodną do portu w Rotterdamie, gdzie elementy układu śluzy mierzą ponad 300 metrów długości. Urządzenia mechatroniczne są zintegrowanymi zespołami elementów składowych i podzespołów spełniających różne funkcje, działających na różnych zasadach fizycznych i wykorzystujących różne zjawiska. Ich głównym zadaniem jest czynność mechaniczna, a istotą możliwość reagowania na bodźce zewnętrzne, docierające do urządzenia poprzez system czujników. Pomiędzy czujnikami a elementami wykonawczymi znajdują się układy przetwarzania i analizy sygnałów, jak również element decyzyjny wyposażony w odpowiedni program działania urządzenia. Urządzenia mechatroniczne charakteryzują się następującymi cechami: multifunkcjonalnością, oznaczającą łatwość realizacji różnych zadań przez jedno urządzenie, np. przez zmianę oprogramowania; inteligencją, oznaczającą możliwością podejmowania decyzji i komunikacji z otoczeniem; elastycznością, czyli łatwością modyfikacji konstrukcji na etapie projektowania, produkcji oraz eksploatacji urządzenia, np. przez zastosowanie konstrukcji modułowej; możliwością niewidocznego dla operatora sposobu działania, co wymaga zastosowania interfejsu użytkownika dla komunikowania się z operatorem; zależnością od wymagań rynkowych i możliwości technologicznych wykonania. 144

145 Mechatronika nowa jakość w edukacji zawodowej O ile istnienie w przyrodzie organizmów funkcjonujących według zasad analogicznych do zasad mechatroniki jest rzeczą oczywistą i pospolitą, w technice mechatronika tworzy szereg problemów, niejednokrotnie o dużej skali trudności. Projektowanie urządzeń mechatronicznych oraz analiza ich pracy i diagnostyka eksploatacyjna, wymagają specjalnego podejścia metodycznego i systemowego, niestosowanego w konwencjonalnych dziedzinach techniki. To właśnie konieczność nowego sposobu myślenia i postępowania czyni z mechatroniki odrębną dyscyplinę badawczą i technologiczną, wymagającą wykształcenia specjalistów w odpowiednio wyprofilowanym kierunku. Dla mechatroniki charakterystyczna jest interdyscyplinarność totalna, w której żadna z dyscyplin składowych nie jest dominująca. Ponieważ jest dziedziną nową, absorbuje poglądy specjalistów różnych dziedzin, które mogą powodować przejściowy brak właściwego balansu między dyscyplinami składowymi, co oznacza, że mechanik może pojmować mechatronikę jako uzupełnienie mechaniki, elektronik elektroniki, a informatyk jako praktyczne wykorzystanie technik informatycznych. Podejście do mechatroniki od strony technologii informatycznych niejednokrotnie jest usankcjonowane w nazewnictwie takim jak informatyka stosowana lub informatyka przemysłowa. Wynika to z faktu, że informatycy poszukując aplikacji do wykorzystania narzędzi, którymi dysponują, niejednokrotnie zwracają się ku rozwiązaniom i systemom przemysłowym, stając się informatykamimechatronikami. Specjalizację z zakresu mechatroniki mogą zdobywać inżynierowie i technicy posiadający podstawy wykształcenia we wszystkich wyżej wymienionych dziedzinach. W praktyce, mechatronikami zostają przeważnie mechanicy, gdyż mechatronika wyrasta na ogół na gruncie instytucji badawczych i dydaktycznych z obrębu mechaniki i to w sytuacji gdy mechaniczne środki projektowania i produkcji okazują się w wielu przypadkach nieadekwatne do stawianych wymagań i oczekiwań. Nowe osiągnięcia w dziedzinie elektroniki, informatyki, inżynierii materiałowej i innych wytwarzają presję na ich wykorzystanie w projektowaniu i budowie maszyn i urządzeń. 145

146 W związku z powyższym, pojawia się problem odpowiedniego sposobu kształcenia specjalistów w nowej dziedzinie, uwzględniający zarówno nowe działy wiedzy, jak i nowe sposoby rozwiązywania inżynierskich problemów. Oznacza to, że inżynier lub technik kształcony w zakresie mechatroniki nie może ograniczać zainteresowania do czysto mechanicznych aspektów projektowania i wytwarzania, a elektronik lub informatyk powinien posiąść odpowiednią wiedzę z zakresu mechaniki i technologii. Tak więc, nauczanie mechatroniki musi być oparte na podejściu systemowym, ze zwróceniem baczniejszej uwagi na funkcje, jakie mają wypełniać elementy składowe układu mechanicznego, niż na ich wewnętrzną budowę. Funkcje te mogą być bardzo zróżnicowane, podobnie jak ich natura fizyczna, gdyż obejmują zagadnienia takie jak: sterowanie zewnętrzne, zasilanie, komunikację wewnętrzną i oprogramowanie komputerowe. W związku z tym, wymagania wobec ośrodków kształcenia w zakresie mechatroniki, zarówno na poziomie szkoły wyższej jak i średniego szkolnictwa zawodowego, powinny być odmienne od tradycyjnych. Powstaje konieczność zmiany organizacji i programów nauczania. Na uniwersytetach, politechnikach i wyższych szkołach inżynierskich powstają nowe specjalności kształcenia a nawet nowe wydziały i instytuty. Niektóre z nich przystosowały się do nowych potrzeb zmieniając nawet tradycyjne nazwy. Problem kształcenia specjalistów-mechatroników, mimo pewnych zmian w dotychczasowym systemie edukacji zawodowej, nie został jeszcze rozwiązany w zadawalający sposób. Dotyczy to nie tylko Polski, ale i innych, w tym wysoko rozwiniętych ekonomicznie krajów. Nadal trwają wysiłki na rzecz unowocześnienia dydaktyki w tej szybko rozwijającej się dziedzinie. Niewątpliwym jest, że nauczanie w zakresie mechatroniki ma swoją specyfikę i powinno się odbywać według odrębnego programu, uwzględniającego pokłady wiedzy z wielu uznanych kierunków. Ponadto, wymaga ono określonych, wysokich standardów wyposażenia techno-dydaktycznego, tj., nowych urządzeń i oprogramowania, łącznie z wykorzystaniem nowych multimedialnych metod samodzielnego studiowania i interakcyjnego nauczania. Najistotniejszym wymaganiem jest wdrożenie 146

147 systemowego myślenia i działania, pobudzającego kreatywność, ułatwiającego samodzielne rozwiązywanie problemów. Dopiero spełnienie tych warunków pozwoli na osiągnięcie przez mechatronikę odpowiedniego i jakościowo wyższego statusu w systemie edukacji zawodowej w Polsce. Potrzeby edukacji zawodowej w Polsce Reforma systemu edukacji w Polsce, gwałtowne zmiany na rynku pracy oraz obecność Polski w Unii Europejskiej są wyzwaniem dla organizatorów systemu edukacji zawodowej i dla wszystkich nauczycieli, w tym akademickich, zajmujących się kształceniem zawodowym, doskonaleniem kwalifikacji oraz kształceniem praktycznym i ustawicznym w kraju. Zintegrowany, sprawny, stojący na wysokim poziomie system kształcenia ma wielkie znaczenie zarówno dla szkolnictwa zawodowego i oświaty, jak i rynku pracy. W szerokim spektrum zagadnień jakimi powinna zajmować się mechatronika, począwszy od projektowania urządzeń, poprzez ich wytwarzanie, do obsługi i eksploatacji, istnieje konieczność kształcenia specjalistów-mechatroników na różnym poziomie umiejętności i zawodowych kompetencji. Mechatronikiem może być inżynier i technik w zakładzie przemysłowym, ale również operator maszyn i urządzeń, którego przygotowanie do właściwego wypełniania obowiązków zawodowych w znacznej mierze decyduje o produktywności zakładu Nowy system edukacji w Polsce uwzględnia różne poziomy nauczania i ma na celu zapewnienie szerokoprofilowego przygotowania uczniów, studentów i dorosłych do pracy zawodowej i do ewentualnej zmiany zawodu. Jego realizacja wymaga jednak wdrożenia, nie tylko odpowiednich programów nauczania, ale również budowy odpowiednich standardów kwalifikacji nauczycieli oraz odpowiedniego wyposażenia szkolnych pracowni i laboratoriów. Pomocą dla zapewnienia wysokiej jakości standardów edukacyjnych i pojawienia się na rynku rzeszy nowych pracowników o wysokich kwalifikacjach, może być działalność wyspecjalizowanych firm i instytucji, takich jak Festo Didactic, oferujących nowoczesne systemy dydaktyczno-szkoleniowe dla szkolnictwa zawodowego i ustawicznego. 147

148 Oferta Festo Didactic dla edukacji zawodowej w Polsce Festo Didactic w Polsce jest częścią organizacji FESTO DIDACTIC należącej do koncernu FESTO A.G.&CO, która już ponad 30 lat oferuje firmom produkcyjnym oraz różnym organizacjom edukacyjnym, kompleksową obsługę dydaktycznoszkoleniową w wielu krajach na całym świecie. Nasza działalność edukacyjna jest zgodna z zasadami obowiązującymi w ośrodkach Festo Didactic na całym świecie, a nasza oferta jest stale rozszerzana. Festo Didactic posiada Certyfikat Jakości ISO 9001 który jest znakiem jakości sprzętu i świadczonych usług szkoleniowych o międzynarodowym znaczeniu. Oznacza on też najwyższy poziom nowoczesności oferowanych środków dydaktycznych. Festo Didactic ma świadomość potrzeby nowych standardów edukacji zawodowej w Polsce a oferowane przez nas systemy dydaktyczno-szkoleniowe wychodzą naprzeciw jej potrzebom. W ramach tych systemów proponujemy: wyposażanie pracowni i laboratoriów rożnych szczebli placówek oświatowych w urządzenia, oprogramowanie i sprzęt; prowadzenie szkoleń, kursów i seminariów dla przemysłu; doradztwo techniczne i edukacyjne w zakresie tworzenia koncepcji, programów i metod nauczania, oraz standardów wyposażenia techno-dydaktycznego, wykorzystania sprzętu i rozwoju własnych placówek edukacyjnych. Dla obsługi produktów FESTO, charakteryzujących się dużym zaawansowaniem technologicznym oraz wysoką jakością, niezbędna jest wiedza i umiejętności z wielu przedmiotów i dziedzin techniki. Ich zakres jest bardzo szeroki i dotyczy wielu zawodów uwzględnionych przez MEN w programach kształcenia zawodowego i ustawicznego. Dydaktyczno-szkoleniowy program Festo Didactic jest przeznaczony dla nauczycieli akademickich, nauczycieli kształcenia zawodowego i ustawicznego, instruktorów zawodu i poradnictwa zawodowego, kierowników warsztatów szkolnych, a także pracowników działów szkolenia zawodowego w fabrykach i przedsiębiorstwach, pracowników nadzoru i działów utrzymania ruchu, pracowników technicznych, bezrobotnych przyuczających się do zmiany zawodu, niepełnosprawnych oraz 148

149 wszystkich pragnących pogłębić wiedzę i zdobyć kwalifikacje w omawianych dziedzinach. Mechatroniczna koncepcja edukacji zawodowej w Polsce Zainteresowanie przemysłu specjalistami mechatronikami dotyczy zarówno poziomu uniwersyteckiego/inżynierskiego, jak i poziomu kształcenia średniego w szkołach zawodowych i innych wyspecjalizowanych placówkach edukacyjnych. O ile jednak niektóre polskie uczelnie kształcą inżynierów posiadających umiejętności mechatroniczne, koncepcja dotycząca kształcenia w zawodzie technik-mechatronik rozwija się od niedawna. Mechatroniczna koncepcja edukacji zawodowej proponowana przez Festo Didactic dotyczy kształcenia w zakresie technik automatyzacji. Jako producent najnowszej generacji urządzeń i oprogramowania, Festo Didactic opiera swoje idee edukacyjne na wykorzystaniu w pracowniach i laboratoriach szkół wyższych, szkół zawodowych, liceów profilowanych, szkół policealnych, centrów kształcenia praktycznego i ustawicznego, szerokiego asortymentu urządzeń i pakietów oprogramowania, w tym zintegrowanych modułów stanowisk produkcyjnych, umożliwiających realizację programów nauczania w sposób interdyscyplinarny, poprzez powiązanie mechaniki i elektroniki z najnowszymi technikami mikroprocesorowymi i informatyką. Urządzenia te są uzupełniane przez nowe programy nauczania, przewodniki i instrukcje, wykorzystujące techniki medialne i interakcyjne metody nauczania. Takie podejście stawia przed studentami, uczniami i słuchaczami, ale także przed wykładowcami, nauczycielami i instruktorami, zupełnie nowe wymagania, związane przede wszystkim z odmiennym niż dotąd sposobem prowadzenia zajęć, stawiania zadań, przeprowadzania testów oraz ich oceny i weryfikacji. Konstrukcja programów dydaktycznych Festo Didactic ma charakter modułowy. Koncepcja kształcenia modułowego została zapoczątkowana w USA przez J. Dewey a i jest zorientowana na ucznia i jego potrzeby. Znajduje ona wielu zwolenników w krajach Europy Zachodniej, głównie w rożnych programach kształcenia zawodowego dorosłych. Obecnie kształcenie 149

150 modułowe realizowane jest w większości państw Unii Europejskiej, zarówno w procesie kształcenia dorosłych, jak i młodzieży szkolnej i akademickiej. W Polsce, jak dotąd, brakuje jednolitego poglądu na temat kształcenia modułowego, występują sprzeczności i niejasności zarówno w terminologii, jak i procedurach i technikach projektowania. Mimo tych niewątpliwych niedogodności, kształcenie modułowe ma szereg zalet, które wydają się być bardzo przydatne przy nauczaniu mechatroniki, gdyż kształcenie modułowe: - opiera się na idei integracji wiedzy i umiejętności z wyraźnym nastawieniem na kształtowanie umiejętności; - stymuluje aktywność intelektualną i motoryczną ucznia, pozwala na indywidualizację procesu nauczania, w większym stopniu na dostosowanie się do indywidualnych możliwości ucznia i jego zainteresowań; - pozwala na integrację wiedzy z różnych dyscyplin naukowych przez co zbliża się do holistycznej teorii poznania; - preferuje aktywizujące metody nauczania, które z jednej strony wyzwalają aktywność ucznia, kreatywność i zdolność do samooceny, z drugiej zaś zmieniają rolę nauczyciela który staję się on doradcą i partnerem organizującym proces dydaktyczny. Nasze wieloletnie doświadczenie w zakresie dystrybucji i użytkowania sprzętu techno-dydaktycznego oraz tworzenia metod i programów nauczania, umożliwiło opracowanie koncepcji kształcenia w ramach mechatroniki, rozpoczynającej cały proces od jej podstaw (elektrotechnika, elektronika, techniki regulacyjne, technika sterowania, podstawy technik automatyzacji), poprzez wyspecjalizowane zagadnienia z wybranych dziedzin (pneumatyka, hydraulika, sterowniki PLC, robotyka), aż do problematyki złożonych układów mechatroniki (MPS, FMS) czy sterowania procesami ciągłymi (MPS PA). Dostarczane przez Festo Didactic urządzenia, oprogramowanie i sprzęt pozwalają na wyposażenie każdej pracowni mechatroniki, począwszy od wirtualnej pracowni projektowania do rzeczywistego, kompletnego laboratorium marzeń. Pozwalają jednak też na wiele rozwiązań pośrednich i stopniowe, systematyczne wyposażanie pracowni w urządzenia i oprogramowanie, według aktualnych możliwości zainteresowanego. 150

151 Podsumowując aby wykształcenie inżyniera lub technika mechatronika można było uznać za pełne, należy dostarczyć mu wiedzy i możliwości doskonalenia swoich umiejętności w zakresie następujących dziedzin techniki: technologii i materiałoznawstwa mechanicznego, elektrycznego i elektronicznego, mechaniki (zwłaszcza z naciskiem na własności układów mechanicznych istotne z punktu widzenia ich współdziałania z oprzyrządowaniem elektrycznym i elektronicznym), podstaw elektrotechniki i elektroniki, układów cyfrowych, podstaw technik informacyjnych, sensoryki, pneumatyki i elektropneumatyki, hydrauliki i elektrohydrauliki, sterowania programowalnego, transmisji sygnałów elektrycznych (sieci przemysłowe), podstaw regulacji automatycznej (procesy ciągłe), wizualizacji procesów przemysłowych. Istotne mogą być również, zwłaszcza dla inżyniera, tzw. umiejętności miękkie jak kooperacja i porozumiewanie się w zespole czy różnorodne zagadnienia z zakresu organizacji pracy. A zatem, kształcenie mechatronika jest, w rozumieniu tradycyjnych dziedzin techniki, prawdziwie interdyscyplinarne. 151

152 ŁUKASZ SENDECKI MITSUBISHI ELECTRIC EUROPE B.V. ODDZIAŁ W POLSCE CENTRUM ROBOTYKI MITSUBISHI ELECTRIC W ŁODZI 67 Dzięki współpracy firmy Mitsubishi Electric z Łódzkim Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego utworzone zostało Centrum Robotyki Mitsubishi Electric z siedzibą w Łodzi. Nowopowstała placówka wyposażona jest w wysokiej klasy sprzęt Mitsubishi: panele operatorskie HMI, sterowniki PLC, serwowzmacniacze, silniki oraz roboty przemysłowe najnowszej generacji, pracujące w sieci CC-Link. Centrum oferuje szkolenia i seminaria nie tylko dla pracowników oświaty, ale także dla klientów z branży automatyki. Współpraca Mitsubishi Electric z łódzkim centrum przynosi obustronne korzyści firma wzbogaca się o kolejne centrum szkoleniowe w centralnej Polsce, pracownicy centrum natomiast mają możliwość korzystania z profesjonalnego wsparcia technicznego oraz marketingowego Mitsubishi Electric. O FIRMIE Mitsubishi Electric należy do wiodących na świecie przedsiębiorstw branży elektrotechnicznej i elektronicznej. Koncern działa w ponad 120 krajach w zakresie automatyki przemysłowej, półprzewodników, produkcji i rozdziału energii, techniki komunikacyjnej i informacyjnej, elektroniki rozrywkowej, techniki budowlanej oraz techniki lotniczej i kosmicznej. Mitsubishi Electric stawia na innowacyjne produkty o wysokiej jakości również w zakresie automatyzacji produkcji. Mitsubishi Electric Europe B.V. jest całkowicie zależną spółką korporacji Mitsubishi Electric (Japonia), która szczyci się ponad 30-letnią historią w dziedzinie sprzedaży, usług serwisowych i wsparcia na potrzeby automatyki produkcji dla europejskiego rynku. 67 Materiał prezentowany podczas otwarcia Regionalnego Ośrodka Edukacji Mechatronicznej w ŁCDNiKP

153 PRODUKTY Mitsubishi Electric Europe B.V. Oddział w Polsce oferuje wysoce zaawansowane technologicznie produkty i rozwiązania z dziedziny automatyki przemysłowej: sterowniki PLC - nieustanny postęp techniczny w tej dziedzinie daje użytkownikowi możliwość skonfigurowania systemu zgodnie z jego indywidualnymi potrzebami, również w wymaganym przez niego miejscu i czasie. Obecnie linia sterowników MELSEC obejmuje: mikrosterowniki ALPHA, sterowniki kompaktowe serii FX, sterowniki modułowe serii Q, platforma iq panele operatorskie HMI - firma oferuje szeroką gamę urządzeń do obsługi i wizualizacji systemów automatyzacji przemysłu. Seria produktów HMI zawiera pulpity graficzne, pulpity z przyciskami funkcyjnymi i ekranami dotykowymi z serii: GOT1000, MAC E oraz IPC1000 roboty przemysłowe - zaawansowane roboty MELFA są synonimem szybkości, dokładności i kompaktowej formy, a także wysokiej żywotności urządzenia. Roboty są stosowane nie tylko w nakładochłonnych zastosowaniach przemysłowych, ale też do ochrony wykonywanych procesów pracy i zastępowania sił roboczych. Ponieważ oferują w swojej klasie wiodącą funkcjonalność, idealnie nadają się do aplikacji z wykorzystaniem małych i średnich robotów. technologia serwo oraz motion - wszystkie systemy sterowania ruchem Mitsubishi Electric są wyposażone w pakiety oprogramowania pozwalające na proste programowanie i konfigurację. Procesory ruchu przeznaczone są do realizacji wieloosiowych systemów sterowania, w których elementem wykonawczym są serwonapędy połączone szybką siecią SSCNET umożliwiając dostosowanie się do specjalnych wymagań aplikacji. Przykładowo MR-E Super, opracowany przez Mitsubishi systemem serwo AC przeznaczony do ogólnych zastosowań, może pracować w różnych trybach sterowania, jak np. sterowanie położeniem lub w trybie wewnętrznej regulacji prędkości. Dlatego nadaje się do szerokiego zakresu zastosowań, jak dokładne pozycjonowanie i płynna regulacja obrotów w obrabiarkach i powszechnie stosowanych maszyn przemysłowych (np. maszyny pakujące, przetwarzające lub etykietujące). 153

154 przetwornice częstotliwości - są kluczowym elementem systemów automatyki Mitsubishi Electric. Zakres dostępnych mocy zawiera się w przedziale od 0,2 do 630 kw, obejmując kilka serii przetwornic częstotliwości: FR-D700, FR-E700, FR-A700 oraz FR-F700. Ze względu na łatwość eksploatacji, przetwornica FR-D700 jest szczególnie użyteczna w prostych aplikacjach. Jest to właściwy wybór w przypadku zarówno prostych, jak i bardziej wyrafinowanych aplikacji. Typowymi zastosowaniami są układy napędowe podajników, taśmociągów, obrabiarek oraz drzwi i bram. FR-E700 jest ekonomicznym i niezwykle wszechstronnym rozwiązaniem dla szeregu aplikacji, począwszy od maszyn do przemysłu tekstylnego, systemów transportu materiałów, a skończywszy na napędach bramowych. Z kolei FR-F700 to nowoczesne i inteligentne napędy, które mogą być bezproblemowo zintegrowane w kompletnych rozwiązaniach automatyzacji budynków. Nadają się szczególnie do pomp i wentylatorów oraz zastosowań o zredukowanym obciążeniu jakimi są na przykład urządzenia klimatyzacyjne w technice automatyzacji budynków i w przemyśle, w urządzeniach odsysających i nawiewowych oraz w technice odwadniania, pompach do wód gruntowych i pomp cieplnych. FR-A700 jest połączeniem zaawansowanej funkcjonalności, niezawodnej technologii z maksymalną wydajnością i dużą elastycznością. Przetwornice tej serii są niezastąpione w wymagających aplikacjach, takich jak: dźwigi, podnośniki, systemy wysokiego składowania, wirówki i nawijaki. aparatura niskiego napięcia firma oferuje kompletną gamę aparatury łączeniowej od wyłączników powietrznych i kompaktowych do styczników magnetycznych i przekaźników termicznych. sterowanie CNC - wykonane z myślą o pełnej kompatybilności z technologiami na całym świecie. Seria M70 odziedziczyła wysoką dokładność - nano technologię sterowania naszej popularnej serii M700V, która to jest używana jako przykładowe kryterium dla ustalania nowych standardów w przemyśle. 154

155 OBSŁUGA KLIENTA Mitsubishi Electric Europe B.V. w Polsce ma swoje siedziby w Balicach, Pruszkowie oraz Wrocławiu. Firma posiada wykwalifikowany serwis, kadrę inżynierską odpowiedzialną za wsparcie techniczne oraz szkolenia dla przemysłu automatyki. Główne obszary działania to wszystkie poziomy przemysłu ciężkiego i lekkiego oraz przemysłu elektromaszynowego. USŁUGI Sprzedaż i dystrybucja sprzętu Mitsubishi Electric na terenie Polski Doradztwo techniczne Szkolenia i konsultacje Serwis gwarancyjny i pogwarancyjny 155

156 ROBERT DUBAS MTS WYKORZYSTANIE SYSTEMU MTS W EDUKACJI MECHATRONICZNEJ 68 O firmie Firma MTS (skrót od pełnej nazwy: Mathematisch Technische Software- Entwicklung) jest spółką, która od 1980 roku zajmuje się tworzeniem systemów do uczenia się programowania i do programowania obrabiarek sterowanych numerycznie. Są to matematyczne systemy techniczne pozwalające na uczenie się programowania w większości języków sterowań maszyn dostępnych na rynku. Założycielem firmy jest jej obecny właściciel dr Hans-Joachim Pfeiffer, matematyk. Firma specjalizuje się w tworzeniu systemów CAD/CAM oraz CNC. Głównymi celami działalności przedsiębiorstwa jest ciągłe udoskonalanie systemów dydaktycznych w formie pakietów oprogramowania, a z drugiej strony tworzenie oprogramowania na zlecenie wiodących producentów sterowań obrabiarek numerycznych. Częścią działalności firmy są szkolenia w zakresie zastosowania i wykorzystania systemów do uczenia się programowania i do programowania obrabiarek sterowanych numerycznie, a także doradztwo techniczne. Oprócz samego systemu MTS oferuje także dostosowanie swojego oprogramowania do obsługi i programowania obrabiarek będących już w posiadaniu użytkowników bez względu na ich producenta. Przy zastosowaniu systemu MTS można bowiem zintegrować w logiczną całość dowolną pracownię obrabiarek. System pozwala na programowanie dowolnej maszyny poprzez tworzenie 68 Materiał prezentowany podczas otwarcia Regionalnego Ośrodka Edukacji Mechatronicznej w ŁCDNiKP

157 programu NC w neutralnych kodach ISO MTS i przetwarzanie ich za pomocą postprocesora na dowolnie wybrane sterowanie obrabiarki lub też pisanie w środowisku MTS programu bezpośrednio w wybranym języku maszyny przy wykorzystaniu tak zwanych kluczy programowych poszczególnych sterowań, czyli po prostu w języku sterowania danej maszyny. Dzięki temu można dowolną pracownię obrabiarek unowocześnić poprzez zintegrowanie jej z systemem MTS. Model frezarki 5 osiowej z systemem mocowania TopFIX O systemie System MTS pozwala na uczenie się programowania i programowanie: Tokarek sterowanych numerycznie. Począwszy od tokarek programowanych w dwóch osiach aż do tokarskich centrów obróbkowych programowanych w pięciu osiach z zastosowaniem napędzanych narzędzi obrotowych frezarskich i wrzeciona przechwytującego. Frezarek sterowanych numerycznie. Począwszy od frezarek programowanych w trzech osiach, aż po pięcioosiowe pionowe centra obróbkowe z obrotowym i wychylnym stołem. 157

158 Model frezarki z uchwytem tokarskim Ponadto MTS umożliwia tworzenie dokumentacji rysunkowej w formie elektronicznej i przetwarzanie rysunków na kody NC do sterowania obrabiarkami. Użytkownik przystępujący do pracy ma możliwość wyboru na jakiej maszynie chce uczyć się programowania i z jakim sterowaniem. Podstawowe cechy systemu MTS to: Możliwość uczenia się programowania dowolnej tokarki lub frezarki sterowanej numerycznie w dowolnym języku sterowania. Możliwość zastosowania postprocesorów wszystkich powszechnie stosowanych sterowań obrabiarek umożliwiających automatyczne przetwarzanie programów pisanych w neutralnych kodach NC MTS na kody tych sterowań maszynowych oraz możliwość bezpośredniego programowania w dowolnym, wybranym przez użytkownika języku programowania (bezpośrednio, bez konieczności przetwarzania postprocesorem). Możliwość zapisu kształtu 3D wykonanego na tokarce lub frezarce detalu oraz wykorzystanie tego kształtu do dalszej obróbki na innej obrabiarce. Posiadanie rozbudowanych bibliotek wszystkich elementów przestrzeni obrabiarek (narzędzi, uchwytów itd.). Możliwość programowania dialogowego z wykorzystaniem opracowanych dydaktycznie masek dialogowych, gdzie użytkownik na podstawie nowoczesnej grafiki i opisu, ma możliwość wpisywania wartości adresów opisujących funkcje, instrukcje i cykle obróbkowe 158

159 Maska dialogowa cyklu wiercenia Otwartość MTS. Ta cecha pozwala użytkownikowi na samodzielne wprowadzanie do systemu własnych narzędzi, uchwytów i innych elementów przestrzeni obrabiarki. Możliwość programowania dialogowego w trybie interaktywnym pozwalające na wpisywanie do systemu jednego bloku NC i obserwację reakcji modelu maszyny na dany wpis. Akceptacja bloku i wprowadzanie kolejnego lub korekta, o ile pojawia się błędy matematyczne, geometryczne lub kolizja. Możliwość doboru właściwego kształtu i przestrzeni obrabiarki, na której uczy się programowania. Możliwość programowania ciągu konturowego metodą geometryczną. Nadzór kolizji. Możliwość kontroli detalu na dowolnym etapie programowania (wymiarowanie, przekroje, chropowatość i inne). Do systemu MTS dołączone są podręczniki wydawnictwa REA (trzy tomy) dopuszczone do użytku szkolnego przez MEN oraz materiały dydaktyczne i techniczne opracowane przez inżynierów programistów. 159