Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Формирование профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов как педагогическая проблема 19
1.1. Взаимодействие экологии и торговли как фактор, определяющий новые требования к инженерам-экологам 20
1.2. Особенности профессиональной деятельности инженеров экологов в современных социально-экономических условиях 37
1.3. Модель формирования профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов 56
Выводы по главе 76
ГЛАВА 2. Обоснование и экспериментальная проверка педагогических условий формирования профессиональной компетентности будущих инженеров экологов 79
2.1. Педагогические условия формирования профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов 79
2.2. Результаты экспериментальной работы по формированию профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов 111
Выводы по главе 128
Заключение 131
Использованная литература
- Особенности профессиональной деятельности инженеров экологов в современных социально-экономических условиях
- Модель формирования профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов
- Педагогические условия формирования профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов
- Результаты экспериментальной работы по формированию профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов
Введение к работе
Актуальность исследования. Особенности профессионального образования на современном этапе развития информационного общества вызывают необходимость пересмотра профессиональной подготовки будущих инженеров-экологов в соответствии с требованиями рынка труда, учетом конкретных запросов работодателей, образовательных стандартов, на основе потребностей личности и общества.
Основное содержание профессиональной деятельности инженеров-экологов состоит в выявлении, изучении и решении как региональных, так и глобальных экологических проблем. Усложняющаяся профессиональная деятельность требует от них высокого уровня сформированности профессиональной компетентности, что, в свою очередь, предопределяет новые требования к качеству их профессиональной подготовки: способность быстро реагировать на изменения, происходящие в природно-социальной системе; компетентность не только в своей узкопрофессиональной деятельности, но и всесторонняя образованность (экология является наукой системной); экологическая ответственность; творческое отношение к труду.
Поэтому на передний план в подготовке специалиста-эколога выходит формирование профессиональной компетентности, включающей, помимо профессиональных знаний и умений, такие качества личности, как самостоятельность, способность принимать ответственные решения.
Кроме того, в связи с вступлением России в 2012 году во Всемирную торговую организацию (ВТО) вводятся в действие новые правила, регламентирующие процесс ведения международной торговой деятельности, новые стандарты для обеспечения реализуемой продукции, нормы и принципы, требования экологической маркировки товаров и продуктов, которые непосредственно затрагивают вопросы регулирования международных отношений в сфере защиты окружающей среды в целях охраны рационального использования природных ресурсов. Это связано с тем, что современная экологическая ситуация характеризуется высокой степенью рисков экологических катастроф, усилением антропогенного воздействия на природу, что требует постоянного внимания к экологическим проблемам и их эффективного решения.
Для реализации новых требований, установленных ВТО, инженеры-экологи должны ориентироваться в новых стандартах, нормах, регламентах, правовом регулировании состояния окружающей среды, методах и средствах оценки состояния природной среды и защиты её от антропогенного воздействия. Таким образом, их профессиональная компетентность должна включать новые знания, умения, профессионально значимые качества личности, требующиеся для эффективной профессиональной деятельности в новых условиях и позволяющие инженеру-экологу постоянно развивать свою компетентность в динамично меняющихся условиях профессиональной деятельности.
Проблемам экологического образования и воспитания, формирования экологической культуры обучающихся посвящен целый ряд научных работ (А.Н.Захлебный, Л.В.Моисева, И.Т.Суравегина, Н.Ф.Реймерс, И.П.Лаптев, Н.М.Мамедов, Э.В.Гирусов, И.Т.Гайсин и др.). В трудах Б.Т.Лихачева, Л.В.Легостаевой, В.П.Максаковского, Л.В.Моисеевой, О.И.Молдаванова, О.В.Поповой, Б.Г.Уканеева и др. подробно освещается интегративный подход к экологическому образованию. Вопросы развития экологической компетентности будущих специалистов рассматривали А.В.Гагарин, С.Н.Глазачев, Н.Ф.Казакова, Г.П.Сикорская, Н.В.Скалон, Л.В.Панфилова, Л.Е.Пистунова и др. Различные аспекты развития экологических знаний при изучении предметов естественнонаучного и эколого-гуманитарного циклов представлены в исследованиях Н.Ф.Винокуровой, Р.Я.Дыгановой, Т.О.Волковой, С.И.Гильманшиной, В.Н.Михелькевича, Р.М.Якуповой, В.В.Серикова и др. В исследованиях ученых-экологов Б.Г.Алексеева, А.С.Волкова, А.А.Гореликова, Ю.А.Израэля, Н.Н.Николайкина, И.И.Мазура и др. освещаются различные аспекты экологического просвещения. Анализ содержания, форм и методов экологического образования, рекомендации по формированию экологических знаний, умений навыков представлены в работах С.В.Алексеева, Д.Н.Замятина и А.А.Замятина, В.Н.Холиной, А.Н.Захлебного и др.
Однако проведенный анализ позволяет утверждать, что в данных работах, в силу объективных обстоятельств, не могли учитываться новые требования, предъявляемые к профессиональной деятельности инженеров-экологов в изменившихся условиях, вызванных вступлением России в ВТО.
Таким образом, обнаруживается противоречие между объективной потребностью формирования у будущих инженеров-экологов профессиональной компетентности, позволяющей им решать возникающие проблемы в соответствии с новыми требованиями, установленными международным сообществом, и отсутствием целостной системы ее обеспечения в учебно-воспитательном процессе вуза, адекватной современным условиям.
Сложившееся противоречие позволяет сформулировать научную задачу исследования: каковы модель и педагогические условия формирования профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов в технологическом вузе, адекватные новым требованиям, обусловленным вступлением России в ВТО и предъявляемым к их профессиональной подготовке?
Объект исследования – профессиональная подготовка будущих инженеров-экологов в технологическом вузе.
Предмет исследования – процесс формирования профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов в технологическом вузе.
Цель исследования – разработать, обосновать и экспериментально проверить модель и педагогические условия формирования профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов в технологическом вузе, адекватные новым требованиям, обусловленным вступлением России в ВТО и предъявляемым к их профессиональной подготовке.
Гипотеза исследования. Формирование профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов в процессе обучения в технологическом вузе будет эффективным, если:
1. Теоретически разработать и внедрить структурно-функциональную модель этого процесса, отвечающую условиям вхождения России в ВТО.
2. Реализовать в процессе профессиональной подготовки будущих инженеров-экологов совокупность следующих педагогических условий:
- проектирование и реализация на основе междисциплинарного подхода, интеграции естественнонаучных, гуманитарных, правовых, экологических, экономических знаний дополнительного модуля «Международная торговля и экология» учебной дисциплины «Экологический менеджмент и экологический аудит»;
- использование личностно-ориентированных, развивающих, проектных технологий обучения, способствующих формированию профессиональных компетенций студентов;
- разработка и использование на основе информационных и коммуникативных технологий электронного образовательного ресурса «Виртуальная лаборатория эколога» с целью актуализации самообразовательной деятельности студентов, создания индивидуальных образовательных траекторий будущих инженеров-экологов;
- мониторинг процесса и результатов формирования профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов, основанный на разработанной авторской методике с использованием других известных методов.
Задачи исследования:
1.Выявить и обосновать новые требования, предъявляемые к профессиональной подготовке инженеров-экологов в связи с вступлением России в ВТО и на этой основе уточнить структуру, определить содержательную характеристику понятия «профессиональная компетентность инженера-эколога».
2. Определить содержание, формы, методы и средства формирования профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов, отвечающие новым требованиям.
3. Разработать и апробировать учебно-методический комплекс по дополнительному модулю «Международная торговля и экология» учебной дисциплины «Экологический менеджмент и экологический аудит», электронный образовательный ресурс «Виртуальная лаборатория эколога».
4. На основе разработанных критериев и показателей в опытно-экспериментальной работе проверить эффективность разработанной модели и педагогических условий формирования профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов в технологическом вузе.
Методологической основой исследования являются теория взаимодействия общества и природы (В.И.Вернадский, Э.П.Гирусов, Н.М.Мамедов, Н.Н.Моисеев и др.); концепции экологического образования и воспитания (С.В.Алексеев, А.А.Вербицкий, А.Н.Захлебный, И.Д.Зверев, И.Т.Гайсин, Б.Т.Лихачев, Л.В.Моисеева, Е.В.Муравьева, Н.Ф.Реймерс, И.Т.Суравегина, З.А.Хусаинов и др.); труды в области профессионального образования (С.Я.Батышев, В.Г.Иванов, Г.И.Ибрагимов, А.А.Кирсанов, Е.А.Корчагин, А.М.Новиков, И.П.Смирнов, Е.В.Ткаченко и др.); концепции инженерного образования (Н.Ш.Валеева, Л.И.Гурье, Р.Н.Зарипов, А.А.Кирсанов, В.В.Кондратьев, А.М.Кочнев, Р.С.Сафин, Ф.Т.Шагеева и другие); концепции формирования готовности к профессиональной деятельности (А.Л.Денисова, М.И.Дьяченко, Л.А.Кандыбович, В.А.Сластенин, Н.К.Солопова и др.); работы по теоретико-методологическим и практическим аспектам организации профессиональной подготовки инженера-эколога (О.А.Долматов, Э.А.Вебер, Н.С.Егоров, В.П.Казначеев, В.Л.Лапин, Б.С.Мастрюков, Л.Г. Пизурян, А.И.Родионов, В.Ф.Чеботарев и др.); компетентностный подход в профессиональном образовании (В.И.Байденко, И.А.Зимняя, В.В.Сериков, А.В.Хуторской и др.); системный подход (В.Г.Афанасьев, И.В.Блауберг, Э.Г.Юдин и др.); деятельностный подход к обучению (Л.С.Выготский, В.В.Давыдов, А.Н.Леонтьев, К.К.Платонов и др.); концептуальные идеи о роли ценностей и мотивов в структуре учебной деятельности (Б.С.Алишев, О.С.Гребенюк, Г.И.Ибрагимов, В.С.Ильин, А.К.Маркова, М.Г.Рогов, Р.Х.Шакуров и др.).
Кроме того, использовались международные, государственные и ведомственные нормативные документы по вопросам защиты окружающей среды (Соглашение по техническим барьерам в торговле, Соглашение по применению санитарных и фито санитарных норм, Генеральное Соглашение по тарифам и торговле, многосторонние экологические соглашения, а также ГОСТ, ГОС, СНиП, СанПиН и др.); производственные инструктивные документы по вопросам защиты окружающей среды; инструктивные документы по аспектам профессиональной деятельности инженера-эколога на производстве.
Методы исследования:
теоретические – анализ философской, психолого-педагогической и методической литературы, законодательных и нормативных актов, изучение и обобщение педагогического опыта, сравнение и сопоставление, моделирование;
эмпирические – наблюдение, анкетирование, изучение результатов учебной деятельности студентов, педагогический эксперимент, самоотчеты обучающихся;
статистические методы обработки результатов эксперимента.
Экспериментальная база исследования. Основная научно-исследовательская работа осуществлялась на базе ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет» (КНИТУ) на протяжении 5 лет. В ней участвовало 130 студентов факультета экологической, технологической и информационной безопасности (ФЭТИБ), обучающихся по специальностям 280201 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» и 280202 «Инженерная защита окружающей среды».
Исследование проводилось поэтапно в 2009-2013 гг.
На первом этапе (2009-2010 гг.) изучалось состояние исследуемой проблемы, учебно-методической и психолого-педагогической литературы, осуществлялся анализ педагогической практики, разрабатывалась программа исследования, шел поиск возможных путей разрешения выявленных противоречий.
На втором этапе (2010-2011 гг.) осуществлялась разработка структурно-функциональной модели и педагогических условий формирования профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов, программно-методического обеспечения данного процесса.
На третьем этапе (2011-2013 гг.) осуществлялся педагогический эксперимент по формированию профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов посредством реализации в учебном процессе разработанных модели и педагогических условий. Одновременно на этом же этапе проводился анализ полученных результатов, их систематизация и обобщение, апробация и внедрение, а также шло оформление диссертации.
Научная новизна исследования:
1. Определены новые требования, предъявляемые к профессиональной подготовке инженеров-экологов в связи с вступлением России в ВТО (способность научно-обоснованного проведения экологической экспертизы товаров с сомнительной экологической характеристикой, требования к их упаковке и маркировке; способность применения многосторонних экологических соглашений (МЭС) в решении спорных вопросов ВТО; способность применять знания стандартов, устанавливающие параметры товаров, продаваемых на конкретном рынке, регулируемые акты, определяющие методы обработки и производства, а также стандарты в сфере загрязнения; способность определять стратегии решения экологических проблем на основе мирового опыта и др.).
2. Уточнено понятие «профессиональная компетентность инженера-эколога», которая рассматривается как интегративная способность, обеспечивающая готовность специалиста к эффективному решению проблем, связанных с рациональным природопользованием, стремление мобилизовать профессиональные компетенции, личностные качества на основе актуализации индивидуального опыта для успешного осуществления мероприятий по охране окружающей среды в процессе реализации профессиональных функций.
3. Разработана и обоснована структурно-функциональная модель формирования профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов, включающая методологический, содержательный, процессуальный и результативный блоки, которые отражают логику построения учебного процесса и обуславливают его комплексную направленность на формирование компетентного инженера-эколога, отвечающего международным требованиям.
4. Определены критерии и показатели формирования профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов в технологическом вузе (мотивационный, когнитивный и операционный), обоснованы уровни ее сформированности.
5. Разработаны педагогические условия формирования профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов (проектирование и реализация на основе междисциплинарного подхода, интеграции естественнонаучных, гуманитарных, правовых, экологических, экономических знаний дополнительного модуля «Международная торговля и экология» учебной дисциплины «Экологический менеджмент и экологический аудит»; использование личностно-ориентированных, развивающих, проектных технологий обучения, способствующих формированию профессиональных компетенций студентов; разработка и использование на основе информационных и коммуникативных технологий электронного образовательного ресурса «Виртуальная лаборатория эколога» с целью актуализации самообразовательной деятельности студентов, создания индивидуальных образовательных траекторий будущих инженеров-экологов; мониторинг процесса и результатов формирования профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов, основанный на разработанной авторской методике с использованием других известных методов).
Теоретическая значимость исследования состоит в содержательной характеристике понятия «профессиональная компетентность инженера-эколога», разработке структурно-функциональной модели и педагогических условий её формирования у студентов; объективных критериев и показателей сформированности профессиональной компетентности, позволяющих осуществлять контроль за эффективностью процесса и результатов экологического образования на всех стадиях обучения в технологическом вузе.
Практическая значимость исследования заключается разработке программы и учебно-методического обеспечения дополнительного модуля «Международная торговля и экология» дисциплины «Экологический менеджмент и экологический аудит»; подготовке и издании учебно-методического пособия для преподавателей и студентов «Международная торговля и экология»; разработке комплекса диагностических методик выявления уровней сформированности профессиональных компетенций и мотивов познавательной деятельности будущих инженеров-экологов; создании банка деловых игр, производственных ситуаций, направленных на формирование профессиональных компетенций будущих инженеров-экологов; подготовке тематики проектных работ по видам профессиональных компетенций инженеров-экологов. Результаты исследования могут широко использоваться в образовательном процессе высших учебных заведений, служить основой для создания учебно-методического обеспечения непрерывного экологического образования.
Достоверность и обоснованность научных результатов обеспечиваются системным и целостным подходом к изучению проблемы, широким кругом использованных источников, адекватностью выбранных методов исследования (основным из которых стал педагогический эксперимент) его логике и задачам, большим количеством исследуемых; длительным характером экспериментальной работы и непосредственным участием автора в ней, статистической обработкой и анализом полученных результатов.
Апробация и внедрение результатов исследования
Диссертационное исследование обсуждалось на заседаниях кафедры инженерной педагогики и психологии Казанского национального исследовательского технологического университета, на международных научных конференциях в городах: Москва (2009 г.), Зеленодольск (2009 г.), Казань (2010, 2011, 2012) (см. публикации автора). Результаты исследования внедрены в практику образования в Казанском национальном исследовательском технологическом университете.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Вступление России в ВТО предъявляет новые требования к специалистам, обеспечивающим экологический контроль товаров и продуктов, осуществляющих охрану окружающей среды, что должно быть отражено в содержании профессиональной подготовки будущих инженеров-экологов. Они должны обладать профессиональной компетентностью, позволяющей им решать профессиональные задачи на мировом уровне.
2. Профессиональная компетентность инженера-эколога представляет собой целостную интегративную способность специалиста, обеспечивающую готовность к эффективному решению проблем, связанных с рациональным природопользованием, стремление мобилизовать профессиональные компетенции, личностные качества на основе актуализации индивидуального опыта для успешного осуществления мероприятий по защите мировой окружающей среды в процессе реализации профессиональных функций.
3. Формированию профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов, адекватной мировым требованиям, в технологическом вузе способствует разработанная и апробированная в ходе исследования структурно-функциональная модель, включающая следующие блоки: методологический (подходы: компетентностный, междисциплинарный, опережающий; принципы: фундаментализации, интеграции, опережающего образования; задачи: обучение эколого-правовому природопользованию; формирование профессиональных компетенций; формирование опыта решения экологических проблем); содержательный (учебная программа курса «Экологический менеджмент и экологический аудит» и дополнительный модуль «Международная торговля и экология»); процессуальный (этапы формирования профессиональной компетентности: мотивационный, познавательный, моделирующий, диагностический; формы: групповые и индивидуальные; методы обучения: интерактивные, поисковые, исследовательские, информационные технологии), средства: моделирующие, имитирующие и реально отражающие профессиональную деятельность будущих инженеров-экологов, проектная деятельность) и результативный (критерии, показатели и уровни сформированности профессиональной компетентности).
4. Формирование профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов в технологическом вузе в соответствии с новыми требованиями, диктуемыми ВТО обеспечивается совокупностью следующих педагогических условий: проектирование и реализация на основе междисциплинарного подхода, интеграции естественнонаучных, гуманитарных, правовых, экологических, экономических знаний дополнительного модуля «Международная торговля и экология» учебной дисциплины «Экологический менеджмент и экологический аудит»; использование личностно-ориентированных, развивающих, проектных технологий обучения, способствующих формированию профессиональных компетенций студентов; разработка и использование на основе информационных и коммуникативных технологий электронного образовательного ресурса «Виртуальная лаборатория эколога» с целью актуализации самообразовательной деятельности студентов, создания индивидуальных образовательных траекторий будущих инженеров-экологов; мониторинг процесса и результатов формирования профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов, основанный на разработанной авторской методике с использованием других известных методов.
5. Критериями и показателями сформированности профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов являются: мотивационный (мотивы профессиональной деятельности, отношение, которое проявляет специалист к качественному выполнению своих обязанностей и их результату), когнитивный (знание и понимание новых стандартов, норм, международных регламентов по правовому регулированию состояния окружающей среды в новых социально-экономических условиях) и операционный (поиск и обработка экологической информации о состоянии окружающей среды, перенос усвоенных экологических знаний и умений умственной деятельности в новые условия; опыт принятия решений; реализация своих способностей в проектной деятельности), выявленные в ходе исследования.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы, насчитывающего 228 источников, 8 приложений. Текст изложен на 197 страницах и содержит 12 таблиц и 2 рисунка.
Особенности профессиональной деятельности инженеров экологов в современных социально-экономических условиях
Объектом профессиональной деятельности инженера-эколога является новый тип систем, а именно - природо-промышленные системы.
Природо-промышленная система (ППС) - это множество объектов отраслей промышленного и сельскохозяйственного производства и объектов природной среды, образующих единую технико-экономическую и экологическую структуру рассматриваемого региона, упорядоченно взаимодействующих друг с другом в процессах обмена информацией, потребления материально-энергетических ресурсов и переработки отходов [166, 167].
В состав природо-промышленной системы входят: 1) промышленная (антропогенная) подсистема: - объекты (сфера) общественного потребления, являющиеся источниками выделения загрязняющих веществ, энергии и других факторов воздействия на окружающую среду (жилой сектор, транспорт, торговые и обслуживающие организации, военные торговые и обслуживающие организации, армия, государственное, общественное и частное управление, коммунальные системы, их рабочие и общественные коллективы, граждане); - объекты (сфера) промышленного производства, являющиеся источниками выделения загрязняющих веществ, энергии и других факторов воздействия на окружающую среду (предприятия промышленности и сельского хозяйства, технологические аппараты, отдельные процессы, производства и территории в целом, архитектурно-строительные предприятия, вокзалы, аэродромы, электростанции, военно-промышленные предприятия и прочие, их рабочие коллективы); - объекты (сфера) защиты окружающей среды (очистные сооружения, аппараты, эколого-технологические линии, цеха, энергосистемы, природо охранные организации, структуры ликвидации чрезвычайных ситуаций, их рабочие коллективы, системы регулирования сбросов и выбросов загрязняю щих веществ, системы размещения, переработки или захоронения отходов, включая средства и методы мониторинга и контроля воздействия на окру жающую среду, оборудование и технология для очистки вредных производст венных выбросов в атмосферу и сточные воды, системы энергосбережения и снижения энергетических воздействий на окружающую среду, утилизации и переработки отходов промышленных предприятий, организационно технические мероприятия по повышению экологической безопасности про мышленных производств); 2) природная (биогенная) подсистема: - потоки потребительских запросов общества, адресованных объектам промышленного производства; - потоки первичных природных ресурсов, идущих на общественные, промышленные и эколого-технологические нужды; - потоки промышленных потребительских продуктов; - потоки перерабатываемых и неперерабатываемых общественных и промышленных отходов (вредных загрязнений, примесей); - потоки запросов, ресурсов, вторичных ресурсов, продуктов и отходов (потоки запросов, ресурсов, продуктов и отходов к объектам защиты окружающей среды, потоки ресурсов, продуктов и отходов с очистных сооружений); 3) природная подсистема (окружающая среда) - экосфера с флорой и фауной (компоненты и связи атмосферы, гидросферы и литосферы).
В составе природной подсистемы существуют аналоги компонентов и связей промышленных подсистем с аналогичными функциями, но уже по отношению к компонентам окружающей среды. Однако, для инженера-эколога главным является изучение компонентов промышленной подсистемы, как оп ределяющих экологическую обстановку и степень антропогенного влияния человека на окружающую среду [166,167].
Окружающая среда - это база всех используемых человеком факторов производства (металлов и полезных ископаемых, почвы, лесов и рыбных запасов) и энергии, необходимой для их переработки. Она же принимает отходы хозяйственной деятельности. Забота общества об окружающей среде сказывается также и на международной торговле, поскольку экспортеры должны откликаться на запросы рынка, требующего экологически чистых товаров и услуг. В то же время, глобальный экономический рост стал ассоциироваться с обостряющимся экологическим кризисом, угрожающим планете и ее обитателям.
Экологический кризис - это нарушение сбалансированности между природой и обществом, в результате которого возникают направленные изменения концентрации биогенов (веществ, необходимых для жизни) и других веществ в окружающей среде, а также иные ее изменения, то есть нарушается устойчивость окружающей среды. Но это не только изменения окружающей среды под воздействием человечества, но и воздействие измененной природы на развитие общества и здоровья человека. Однако кризис в отличие от катастрофы - это обратимое состояние [103].
Экологический кризис - стационарное, относительно постепенное обратимое или необратимое ухудшение состояния окружающей среды (упрощение ее структуры, снижение энергетического или экологического потенциала), вызванное деятельностью человека или естественными факторами (например, изменение климата) [220]. В результате нарастания самоускоряющихся негативных процессов (демографического взрыва, уничтожения биологических видов и целых экосистем, истощения природных ресурсов) биосфера в наше время оказалась в состоянии экологического кризиса и даже более того - на грани экологической катастрофы [191].
Модель формирования профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов
Содержательный блок связан с углублением и расширением интегрированных знаний из разных областей, которые касаются взаимосвязи между обществом, торговлей и окружающей средой (экспорт и импорт товаров не соответствующих нормам процесса производства, угрозы и выгоды для стран, стремящихся к экологическому развитию) формирование профессиональных компетенций. Данный дополнительный модуль основан на формировании у будущих инженеров экологических, психологических, правовых, социально-экономических знаний, умений экологической деятельности по защите от негативного влияния производства на экологию страны; умений проектной деятельности по охране природы; умений и навыков критически осмысленной экологической деятельности.
В целом при отборе содержания, включаемого в систему формирования профессиональной компетентности, необходимо учитывать цели и задачи образования, принципы формирования профессиональной компетентности.
Процессуальный блок структурно-функциональной модели формирования профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов включает этапы этого процесса, а также характеристику используемых форм, методов и средств.
Процессуальный блок отражает организацию процесса поэтапного формирования профессиональной компетентности будущего инженера-эколога, и предусматривает четыре этапа:
1. Мотивационный, связанный с изучением уровня мотивации профессиональной деятельности будущих инженеров-экологов.
2. Познавательный - характеризуется вовлечением будущих инженеров в предметно-преобразовательную деятельность в экосреде. Цели этапа - научить будущего инженера-эколога разумному природопользованию, труду, сбережению естественных ресурсов, усвоению практического опыта отношений к естественной среде. На этом этапе преобладают коллективные формы деятельности с акцентом на формирование способностей советоваться с товарищами, оказывать им помощь, сочетать деловые и личные интересы, ориен тироваться на правила поведения в экосреде. В целом экологическая деятельность на данном этапе способствует развитию личности будущего инженера-эколога, воспитанию нравственно-эстетической направленности на охрану природной среды.
3. Моделирующий этап связан с привлечением будущих инженеров-экологов к решению проектных задач экологического содержания на основе теоретического обоснования экологической деятельности. Экологическая деятельность в вузе должна проходить более широко и углубленно. На данном этапе определяющими условиями выступают моделирование экологических ситуаций с акцентом на прикладное использование естественнонаучных и гуманитарных знаний в реальности, инициирование самостоятельной работы, поиска.
4. Диагностический этап - предусматривает формирование способностей к целеполаганию, оценке, критическому осмыслению своей деятельности и внесение корректив во взаимодействие преподавателя и студентов.
Для реализации целей и содержания обучения в нашей модели предусмотрено использование практико-ориентированных, исследовательских методов, которые, в первую очередь, направлены на экологическое воспитание и развитие будущих инженеров-экологов в процессе их обучения, на освоение ими интегрированных знаний, интеллектуальных умений и практических навыков. В качестве таких методов обучения мы выделили интерактивные методы обучения, методы проблемного обучения, метод проектов, деловые и ролевые игры; метод анализа экологических ситуаций, направленный на активизацию творческого мышления, использование информационных ресурсов.
В качестве средства обучения в модели формирования профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов предлагается использование дополнительного модуля «Международная торговля и экология», дидактической целью которого является придание учебному процессу целостности, изучение предметов на высоком уровне системности знаний, а также обучение умениям и навыкам самостоятельной работы. Цели и содержание всех этапов формирования профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов разнообразны, следовательно, должны использоваться как традиционные формы и методы обучения, так и инновационные технологии обучения, авторские методики, создаваемые самими преподавателями. Наиболее востребованными являются технологии развивающего обучения, личностно-ориентированного обучения, проблемного обучения, информационно-коммуникационные технологии с акцентом на единство теоретического и практического компонентов компетенций, научного и практического экологически направленного мышления.
Ведущей целью на всех этапах формирования профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов является целенаправленное формирование его личности, мировоззрения, убеждений, ценностных ориентации, экологического мышления, воли и характера. Ее достижение обеспечивается решением следующих задач: 1) развитие экологического сознания, экологически направленного мышления; 2) формирование соответствующих (природосообразных) потребностей, ч мотивов и установок личности; 3) выработка нравственных, эстетических чувств, навыков и привычек; 4) формирование значимых целей экологической деятельности. Сущность формирования профессиональной компетентности преду сматривает не только усвоение будущими инженерами-экологами всесторон ч них учебных знаний, но и организационную работу на основе интереса и са мообразовательной деятельности будущих инженеров.
Результативный блок модели обеспечивает возможность определения уровня формирования профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов. От сформированных профессиональных компетенций будущего инженера-эколога зависит то, как он в дальнейшем сможет выполнять свои профессиональные функции. В структуре профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов мы выделяем следующие компоненты: мотивационныи, когнитивный, операционный (см. табл. 1).
Ядром профессиональной компетентности, применительно к профессиональной деятельности, выступает мотивационныи компонент: осознание значимости профессии, своей причастности к природоохранной деятельности; озабоченность проблемами экологии; проявление личной инициативы в решении экологических задач, установку на определенный вид активности в отношении изменения, сохранения, улучшения экологической ситуации.
Одним из важных источников формирования профессиональной направленности выступает представление студента о специфике избранной профессии; профессиональную направленность составляет совокупность профессиональных мотивов как многоаспектное, неоднородное, длительно формируемое образование [1]. В качестве факторов, определяющих динамику педагогической направленности, выделяются профессионально значимые качества личности, самооценка, индивидуально-типологические свойства, характер общения будущих инженеров [74].
Педагогические условия формирования профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов
В работах Е.С. Полат [159] результаты проектирования связаны с анализом содержания и последовательности действий, которые должен выполнить будущий инженер-эколог. Определение экологической проблемы и вытекающих из нее задач исследования; выдвижение гипотез и их решение; обсуждение методов исследования; сбор, систематизация и анализ данных; подведение итогов по охране и защите окружающей среды, оформление результатов, их презентация; оформление выводов, выдвижение новых проблем исследования. Е.С. Полат показывает, что проектное обучение развивает: исследовательские умения (умения анализировать проблемную ситуацию, выявлять проблемы, осуществлять отбор необходимой информации из литературы, проводить наблюдение практических ситуаций, фиксировать и анализировать их результаты, строить гипотезы, осуществлять, обобщать, делать выводы); умения работать в команде (происходит осознание значимости коллективной работы для получения результата, роли сотрудничества, совместной деятельности); коммуникативные умения (умение не только высказывать свою точку зрения, но и выслушать, понять другую, в случае несогласия уметь конструктивно критиковать альтернативный подход для того, чтобы в итоге найти решение, синтезирующее, удерживающее позитивы каждого предложения).
Педагогический результат проектной деятельности — прежде всего, сама деятельность. Студенты что-то делали, у них родилось множество идей и замыслов, они столкнулись с необычными проблемами, преодолели их, узнали много нового, использовали свои знания. Об этом очень важно рассказать во время презентации. А продукт - это одно из воплощений замысла.
Проектная деятельность с точки зрения преподавателя - это дидактическое средство, позволяющее обучать проектированию способа исследования экологической проблемы путем решения природоохранных задач, в определенной ситуации.
Повысить эффективность и качество обучения позволяет использование мультимедийных информационных технологий и технических средств обучения, которые не заменяют или дублируют, а дополняют уже существующие методы обучения.
Таким образом, использование современных технологий обучения являются необходимым условием формирования профессиональной активности у студентов, повышения их самостоятельности в приобретении и применении знаний, умений и навыков [214, с. 168]. Совершенствование образовательных технологий служит повышению эффективности учебного процесса, включая повышение эффективности преподавательского труда и достижение устойчивых результатов в формировании профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов.
Третье педагогическое условие - разработка и апробирование электронного образовательного ресурса «Виртуальная лаборатория эколога», позво 104 ляющего использовать информационные и коммуникативные технологии с целью повышения эффективности непрерывной самообразовательной деятельности студентов, создавать индивидуальные образовательные траектории будущих инженеров-экологов. В литературе нет общепризнанного определения понятия «самообразование». В различных источниках оно трактуется как: - познавательная деятельность, осуществляемая в соответствии с внут ренними побуждениями и отсутствием обязательности (Н.Д. Иванова) [60]; - целенаправленная систематическая деятельность, управляемая самим учеником (А.К. Громцева) [36]; - самоуправляемая познавательная деятельность личности, направленная на совершенствование знаний, умений, навыков, необходимых для ее дальнейшего развития (Н.М. Гордеева, Н.П. Ким); - деятельность, осуществляемая по инициативе самой личности (Б.Ф. Райский); - добровольное систематическое добывание знаний, основанное на познавательном интересе (Т.С. Лопатина);
Таким образом, самообразование - это систематическая самостоятельная познавательная деятельность, имеющая цель достижения определенных образовательных целей, направленные развитие общекультурных и профессиональных интересов [93].
К основным характеристикам самообразования можно отнести мотивированный выбор вопросов, самостоятельная работа с любыми источниками информации, объем знаний. Основу деятельности в этом случае составляют личные интересы и социальные потребности. Самообразование, отличающееся гибкостью и большой индивидуализацией, нельзя рассматривать как стихийный процесс. Каждый, занимающийся самостоятельно, ставит перед собой конкретные цели, принимает во внимание объем изучаемого материала, следует определенному плану работы, преодолевая значительные трудности, связанные с усвоением новых знаний.
Информация в нашей жизни занимает огромное место. Получение информации осуществляется различными способами: телевидение, газеты, книги, общение с друзьями, интернет. В нашей сегодняшней жизни интернет занимает достаточно большую нишу в качестве получения информации.
Основные источники информации - это сайты в интернете, непосредственно, информационные экологические сайты. Информационный сайт - это сайт, основной целью которого является донести до пользователя большое количество информации в удобной форме [193]. Электронный образовательный ресурс «Виртуальная лаборатория эколога» представляет собой тематический интернет-ресурс, обладающий большим объемом информации по экологическим, правовым, экономическим аспектах и возможностью оперативного по-иска необходимых данных.
При разработке электронного образовательного ресурса «Виртуальная лаборатория эколога» мы учитывали, что его структура должна быть максимально удобной как для будущих инженеров-экологов, так и для посетителей, интересующихся экологическим проблемами. «Виртуальная лаборатория эколога» подразумевает использование в своей структуре интерактивных элементов, поскольку электронный образовательный ресурс - это еще и инструмент коммуникации. Благодаря интерактивности образовательного ресурса можно узнать, сколько студентов посещает сайт, что именно интересует будущих инженеров-экологов.
Результаты экспериментальной работы по формированию профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов
В целом результаты диагностики показали, что студенты недостаточно осознают значимость своей профессии, у них слабо выражен интерес в получаемых знаниях. Приоритетные позиции при оценивании мотивации занимали такие мотивы, как: высокооплачиваемая работа, престиж, авторитет вуза и факультета, бесплатное поступление, низкая плата за обучение. Уровень экологических знаний оказался не столь низким, однако некоторые знания поверхностны. При оценивании операционного компонента необходимо отметить, что студенты не могли сформулировать проблему проекта и проанализировать её причины, редко предлагали системные способы её решения при глубоком анализе имеющихся ресурсов. В целом проектной деятельностью, знаниями и умениями, необходимыми для ее осуществления, на высоком уровне владеет лишь небольшое количество испытуемых (от 12% до 16%).
Однако при опросе 87% респондентов показали, что для будущей профессиональной деятельности они должны получить специальную подготовку в области самообразовательной и проектной деятельности. В то же время лишь 24% проанализированных нами программ учебных дисциплин ориентированы на выполнение проектов. При этом студенты указали на необходимость модернизации учебного процесса с целью формирования у них мотивации профессиональной компетентности.
Итоги диагностики на констатирующем этапе позволили нам определить приоритетные направления совершенствования образовательного процесса с целью формирования профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов.
Результаты констатирующего этапа эксперимента позволили приступить к проверке разработанной структурно-функциональной модели формирования профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов и педагогических условий её реализации в учебном процессе инженерного вуза. На поисковом этапе - в 2010-2011 учебном году - в эксперименте участвовало студентов, обучающихся по специальности 280201 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» и 20 студентов, обучающихся по специальности 280202 «Инженерная защита окружающей среды».
Обе группы были одинаковыми по всем интересующих нас показателей. О чем свидетельствуют результаты, представленные в таблицах 3,5-7.
В течение 2010-2011 учебного года студенты экспериментальной группы, обучающиеся по специальности 280201 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» посещали «Виртуальную лабораторию эколога», позволяющая использовать информационные и коммуникативные технологии с целью повышения эффективности непрерывной самообразовательной деятельности студентов. При разработке информационного сайта «Виртуальная лаборатория эколога» мы учитывали, что его структура должна быть максимально удобной для будущих инженеров-экологов. Благодаря особенностям «Виртуальной лаборатории эколога», студенты проходили он-лайн тестирование, знакомились с заданиями для самостоятельной работы, используя новости регионального, городского, международного характера размещенные на сайте.
Занятия по дополнительному модулю «Международная торговля и экология», предусматривало знакомство с вопросами по правовой регуляции отношений международной торговли и экологии, обеспечению качества охраны природной среды в новых условиях, вопросы касающиеся физических и экономических воздействий на окружающую среду, международной системы охраны природной среды, многосторонних экологических соглашений, соглашений ВТО по применению санитарных и фитосанитарных норм.
В учебном процессе использовались деловые, ролевые, имитационные игры, выполнялись учебные проекты, в основе которых лежало решение конкретных экологических проблем. Построение образовательного процесса основывалось на мониторинге процесса и результатов формирования профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов. Студенты, обучающиеся по специальности 280202 «Инженерная защита окружающей среды» (20 человек) проходили обучение по традиционной программе.
В конце учебного года мы провели повторное оценивание всех компонентов профессиональной компетентности будущих инженеров-экологов контрольных и экспериментальных групп результаты которого представлены в таблице 9.
Анализ результатов, представленных в таблицах 5 и 9 свидетельствует что, количество студентов с низким уровнем мотивационного компонента в экспериментальной группе уменьшилось с 28% до 5%, в то время как в контрольной - с 30% до 22%. В экспериментальной группе значительно выросло количество студентов с высоким уровнем мотивационного компонента — с 12% до 41%. Это позволяет нам сделать вывод об эффективности разработанных педагогических условий, направленных в первую очередь на сформированность мотивационного компонента профессиональной компетентности. Достоверное повышение уровня сформированности операционного компонента произошло благодаря применению проектной технологии при обучении студентов.
В ходе сравнительного формирующего эксперимента в 2011-2012 и 2012-2013 учебных годах в экспериментальную работу были вовлечены студенты четвертых курсов, обучавшиеся по специальности 280201 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» (24 человека в 2011-2012 уч. году и 23 человека в 2012-2013 уч. году). Контрольную группу составили студенты 4 курса, обучавшиеся по специальности 280202 «Инженерная защита окружающей среды» (19 человек в 2011-2012 уч. году и 19 человек в 2012-2013 уч. году).
