Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I ПРЕДПОСЫЛКИ И ПРОБЛЕМЫ ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ В ОБЛАСТИ ТЕХНОСФЕРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В УСЛОВИЯХ ОБОСТРЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ
1.1. Основные задачи и особенности современной профессиональной деятельности специалистов в области техносферной безопасности в условиях обострения экологической ситуации 15
1.2. Проблемы подготовки специалистов в области техносферной безопасности в технических вузах 35
Выводы по главе 46
ГЛАВА II ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ ЭКОЛОГО - ХИМИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ИНЖЕНЕРОВ - ЭКОЛОГОВ В ТЕХНИЧЕСКОМ ВУЗЕ
2.1 Концептуальные основы педагогического проектирования содержания эколого - химической подготовки инженеров — экологов 48
2.2 Проектирование курса «Экологическая химия» на основе модульного подхода 89
2.3 Применение учебного тезауруса для разработки содержания дисциплины «Экологическая химия» 112
2.4 Экспериментальная проверка проекта эколого - химической подготовки инженеров — экологов 127
Выводы по главе 145
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 147
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 151
ПРИЛОЖЕНИЕ 168
- Основные задачи и особенности современной профессиональной деятельности специалистов в области техносферной безопасности в условиях обострения экологической ситуации
- Проблемы подготовки специалистов в области техносферной безопасности в технических вузах
- Концептуальные основы педагогического проектирования содержания эколого - химической подготовки инженеров — экологов
Введение к работе
Научно-технический прогресс немыслим без использования природных ресурсов. В то же время естественная емкость природных систем, и, следовательно, их устойчивость, небезграничны. Складывающиеся в интенсивно осваиваемых районах социально-экономическая и экологическая ситуация требуют регулирования техногенного давления как с точки зрения охраны природы, так и для интенсификации природопользования.
В рамках требований экологизации производства критериями регулирования техногенных нагрузок следует считать принцип обеспечения «качества жизни» при минимальных затратах. Мероприятия по территориальной оптимизации природопользования должны включать поддержание высокого уровня здоровья населения и качества окружающей среды. Все большую актуальность приобретают проблемы разработки и внедрения мало- и безотходных технологий, энерго- и ресурсосберегающих технологий.
Чтобы решать возникающие экологические проблемы нужно уметь распознавать, оценивать и прогнозировать опасности, действующие на человека в условиях техносферы, проектировать и применять защитную технику. Решение задач рационального природопользования, экологизации производства возлагается на специалистов в области инженерной защиты окружающей среды.
Подготовка специалистов инженеров-экологов, способных решать экологические задачи самого разного масштаба представляется одной из задач экологической политики. Деятельность таких специалистов должна предполагать комплексную оценку технических систем и производств с позиции инженерной защиты окружающей среды, разработку новых средств и систем экобиозащиты, управление в области инженерной защиты окружающей среды на промышленном и региональном уровнях.
Высшее техническое образование получило социальный заказ на подготовку инженеров-экологов, способных грамотно решать задачи экологической безопасности, обладающих творческой и деловой самостоятельностью, способных мыслить дивергентно, создавать и находить интегрированные способы решения инженерных задач.
Потребности общества и уровень развития техногенной среды определяют требования к личности инженера-эколога: умение постоянно пополнять свои знания, умения и навыки, ориентироваться в обновляющихся условиях профессиональной деятельности, пользоваться современными источниками информации, компьютерной и информационной техникой, руководить трудовым коллективом. Сегодня компьютерная техника изменила характер многих видов человеческой деятельности, и в первую очередь инженерной деятельности: проектирование, поддержанное компьютером, стало близким к научной деятельности, сделало ее подобием теоретического исследования в технических науках.
Также нужно отметить, что без высокого уровня культуры, образованности нельзя решить стоящих перед обществом- задач. Необходимость решать комплексные научные и производственные проблемы требует от специалиста универсальности. Все более востребованными становятся универсальные работники, обладающие «портфелем компетенций», имеющих разносторонние способности, развитые на основе практического опыта. Наряду с выполнением конкретных заданий требуется способность решать проблемы. Такие требования к будущим специалистам инженерам—экологам определяют необходимость развития их способности приобретать новые знания, чтобы приспособиться к динамично изменяющимся условиям рынка труда. Человек будущего, отмечал Э. Тоффлер, должен обладать «способностью мгновенной адаптации» и чувствовать себя достаточно спокойно в широком диапазоне доступных организационных структур и ситуаций.
В последнее десятилетие XX в. под эгидой ЮНЕСКО разработаны требования к инженеру XXI в. Эти требования созданы наиболее авторитетными международными организациями, среди которых Европейская федерация национальных ассоциаций (FEANI). Требования FEANI имеют в основе компетентностный подход. Принципиальной особенностью этого перечня требований, является то, что только три позиции, относящиеся к фундаментальной (в том числе обще гуманитарной, социально-экономической, математической, естественнонаучной и общеинженерной) подготовке и три последние позиции, относящиеся к специальной части подготовки, непосредственно связаны со специальностью и являются ядром профессиональной компетентности инженера. Все остальные позиции имеют комплексный (интегральный) характер.
Центральную роль играют требования, характеризующие «ключевые компетенции», т.е. те сложные совокупности умений, способностей, качеств личности, которые не связаны напрямую со специальностью, а являются универсальными для широкой профессиональной области. Эти компетенции играют важнейшую роль в процессах профессиональной адаптации и развития специалиста, его профессиональной мобильности, предусматривающей способность человека быстро осваивать технические средства; технологические процессы и новые специальности, в формировании потребности постоянно повышать свое образование и квалификацию. Мобильность, творческий характер труда зависят от широты кругозора, осмысления и решения тех проблем, которые человек имеет в своей практике, а также видения и понимания перспектив развития производства.
Следует сказать, что вопросу разработки модели специалистов посвящены научные труды многих педагогов: А.А.Кирсанова, Л.И.Гурье, Г.Н.Александрова, Л.А.Полетаева, Г.И. Сабанеева, Ю.М.Иванова, Л.В. Комаровской, А.Г.Саркисова, Е.Э.Смирновой, Н:Ф.Талызиной, Л.В.Макарова, И.И.Сигова, Ф.В.Шарипова, И.А.Володарской и Т.А.Арташкиной, В В.Карпова, В.А.Надеева и др. Выполнены они с разных теоретических позиций, раскрывающих различные аспекты этой проблемы в сфере профессионального образования.
Готовность инженеров-экологов к профессиональной деятельности определяется химической, эколого-химической и инженерно-экологической подготовкой. Инженеры-экологи должны не только знать и уметь применять средства защиты окружающей среды (ОС), уметь их проектировать, но и должны хорошо представлять себе, что загрязняющие окружающую среду вещества, это химические соединения, которые могут взаимодействовать с компонентами биосферы и продукты такого взаимодействия могут привести к возможным неблагоприятным экологическим последствиям, а иногда и к глобальным экологическим проблемам (парниковый эффект, разрушение озонового слоя). То есть, будущие инженеры—экологи должны овладеть не только инженерно-экологическими, но и эколого-химическими знаниями и умениями.
Вопросы целостного, системного подхода к содержанию подготовки специалистов высшей школы рассматривают в своих работах Ю.К.Бабанский, А.И.Еремкин, Н:Ф:Талызина, З.А.Решетова, Ю.Л.Полевой, И.Д.Зверев и В.Н.Максимова, Ю.Н.Семин М .Н.Скаткин; С.М.Кулижев, Б.К Марцоха, М.Г.Тересявичене и др.
Применению модульного обучения посвящены работы М.А.Чошанова, В.Б.Закорюкина, В.М.Панченко, Л.М.Твердина, М.Г.Тересявичене и др. Проблемам экологического и инженерно-экологического образования посвящены работы А.Н.Глебова, Є.В.Белова, В.А.Девисилова, О.А.Долматова, Е.В.Муравьевой и др. Так проблемы эколого-химического образования рассмотрены в работах А.Н.Глебова в техническом университете, С.ВІФридланда в. технологическом университете, В.З-Латыповой в классическом университете, Г.Фелленберга, Ф.Корте, В.А.Исидорова и др.
Ряд диссертационных исследований также посвящены рассматриваемой проблеме экологической подготовки специалистов.
Т.Ю.Давыдова рассмотрела педагогические основы управления процессом формирования знаний и умений по безопасности жизнедеятельности; Т.А.Николаева провела исследование по вопросу дидактических условий подготовки будущих инженеров энерго машиностроительного профиля безопасности жизнедеятельности. К.А.Романова посвятила свое исследование модели многоуровневого экологического обучения руководящих работников. Вопросы проектирования подготовки в области техносферной безопасности и экологического образования также привлекают внимание исследователей. О.А.Долматовым разработан педагогический проект интегрированного курса «науки о Земле» для подготовки инженеров-экологов, 2002г.; В.К.Хасанова спроектировала структуру и содержание подготовки инженеров-механиков в области промышленной безопасности и защиты в чрезвычайных ситуациях, 2003; Т.З. Мухутдинова исследовала проблемы формирования и развития региональной системы непрерывного экологического образования специалиста,. 2005; Ю.С.Быковой разработаны структура и содержание профессионально-ориентированной экологической подготовки, направленной на формирование экологической компетентности у студентов специальности «Социальная работа», 2006; О.В.Шайкенова разработала проект содержания и технологии подготовки техников-экологов в химико-технологическом колледже. В то же время, проблеме проектирования эколого-химической подготовки инженеров-экологов рассматривают в качестве предмета специального исследования.
Острая актуальность и перспективность развития специальности «Инженерная защита окружающей среды», обусловленная расширением поля профессиональной деятельности таких специалистов и возрастанием ее значимости, необходимость использования новых перспективных подходов или сочетания нескольких педагогических подходов к проектированию подготовки специалистов инженеров-экологов в техническом вузе обусловливают актуальность данного исследования.
Можно констатировать, что в настоящее время имеет место противоречие между объективной необходимостью проектирования структуры и содержания эколого-химической подготовки, позволяющей им эффективно решать все более сложные профессиональные задачи в условиях обострения экологической ситуации, и недостаточной разработанностью данной проблемы в педагогической теории и практике.
Из противоречия вытекает проблема исследования: каковы структура и содержание эколого-химической подготовки как ключевой составляющей фундаментальной подготовки инженеров-экологов.
Основные задачи и особенности современной профессиональной деятельности специалистов в области техносферной безопасности в условиях обострения экологической ситуации
Сегодня практически все понимают необходимость сохранения нашей планеты для будущих поколений. Трудность состоит в достижении консенсуса при оценке целостности природных ресурсов и создании мотивации для экологически разумного поведения людей. Необходимо достичь единства при оценке экологических последствий развития техники, повысить прочность прогнозов, сосредоточить силы для предотвращения нежелательных событий. Каждое новое решение должно оцениваться не только с точки зрения дополнительных благ, но и с учетом последствий для будущих поколений.
Ухудшение состояния окружающей среды представляет большую угрозу для будущего человечества, так как за ближайшие несколько десятилетий возможно ликвидировать нищету и голод, избавиться от социальных пороков, возродить культуру и восстановить памятники архитектуры, если на это появятся средства, но для восстановления разрушенной природы одних денег недостаточно.
Сейчас много дискуссий ведется по проблемам окружающей среды, и это доказывает, что возрастает осознание ответственности за сохранение природы и ее рациональное использование. Но от сознания до правильного «экологически безопасного» поведения - большой путь, который будет пройден только в том случае, если мы станем глубже понимать существующие проблемы, и одновременно научимся распознавать сложные взаимосвязи между окружающей средой и развитием общества, и будем стремиться к правильным решениям. Для необходимого процесса перестройки экологического и экономического мышления потребуется большая сила нравственного убеждения, обеспечивающая соблюдение динамичного развития1 в системе, «общество-природа» без ущерба основополагающим параметрам биосферы, и не ставящих под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои потребности:.
Неблагоприятное состояние окружающей; среды требует значительно ускорить реализацию экологических природоохранных программ на всех уровнях развития природы и жизнедеятельности человека.
Современное состояние окружающей среды на территории России можно определить как критическое, а в некоторых регионах оно приобрело характер экологического бедствия. Быстро сокращается биологическое разнообразие природы России, гибнут экосистемы лесов, тундр, болот.
В России с каждым годом становится все больше регионов,, где состояние окружающей среды приближается к экологической катастрофе; что делает жизнь людей крайне опасной. По предварительным подсчетам, в; пределах России наиболее неблагоприятные экологические ситуации (острые и очень острые) в последние годы отмечались на 15% всей территории: острая экологическая обстановка в Северном Прикаспии; экологическая ситуация в Среднем Поволжье определяется высокой концентрацией нефтяной промышленности; Волга и Кама активно загрязняются промышленностью; крайне неблагоприятная экологическая, ситуация обострена радиоактивным загрязнением, врайоне Челябинска и негативными последствиями экстенсивного земледелия в сухостепной зоне. В настоящее время установлено,. что радиация поражает не только сердце и кровь, но и мозг человека; а,радиационное разрушение мозга приводит к слабоумию и психическим заболеваниям.. Однако пока не известна минимальная доза облучения, вызывающая атрофию мозга [93].
В Прибайкальской зоне высокая концентрация экологически «грязных» отраслей предопределила загрязнение воздушного и водного бассейнов, сведение лесов и ухудшение их качества; выбросы в атмосферу одного только диоксида серы АО «Норильский никель» ежегодно составляет 28% выбросов этого газа по стране. Поражение лесов, тундры, разрушение ландшафта и загрязнение вод-это далеко не полный перечень деятельности комбината в загрязнении ОС. В промышленной зоне Кольского полуострова острая экологическая ситуация сложилась вследствие высокой чувствительности северных экосистем к техногенным воздействиям, особенно к кислотным осадкам, образующимся в результате выбросов от предприятий цветной металлургии. Экологические проблемы, вызванные антропогенным воздействием: нарушение земель горными разработками, загрязнение атмосферы, деградация лесных массивов и естественных кормовых угодий.
По уровню загрязнения Московский регион стоит в одном ряду с Уралом и Кузбассом. Источниками загрязнения кроме промышленности, являются автотранспорт и сельское хозяйство. В результате, загрязнение атмосферы, истощение и загрязнение вод, утрата продуктивных земель, загрязнение почв, деградация лесных массивов. Уральский регион характеризуется очень высоким уровнем загрязнения воздуха и водной среды, усыханием лесов, под влиянием кислотных дождей. Так, на Среднем Урале, где особенно развиты нефтепромышленные комплексы (ареал Екатеринбург-Нижний Тагил площадью около 40 тыс.кв. км.) наблюдается повышение уровня заболеваемости сердечно-сосудистыми- и онкологическими заболеваниями.
Проблемы подготовки специалистов в области техносферной безопасности в технических вузах
Задачи экологического образования могут быть сформулированы следующим образом: развить представление о человеке как о части природы, о единстве и самоценности всего живого и невозможности выживания-человека без сохранения биосферы с определенным запасом экологического разнообразия; обучить грамотному восприятию явлений, связанных с жизнью человека в природной среде, в том числе и его профессиональной деятельностью; внедрить новые перспективные «экологически чистые» ресурсо- и энергосберегающие технологии и методы природопользования.
Экологию, взаимосвязь природы и общества должны знать все, так как общество вступило в противоречие с природой. Выход из экологического кризиса возможен только через экологическое образование и. воспитание всего населения России. Экологизация сознания заключается в усвоении следующих принципов:
сохранение биосферы - основа существования и развития человеческого общества;
сокращение экологического разнообразия в результате непродуманной деятельности человека, одна из важнейших причин экологического кризиса, угрожающего перерасти в экологическую катастрофу;
ориентация на немедленное получение благ без учета дальнейших (возможно весьма отдаленных) экологических последствий смертельно опасна.
Каковы же особенности экологического- образования в России? Российская экологическая, школа сформировалась в конце XIXі - начале XX века практически одновременно с классической немецкой- (созданной автором термина «экология» Э.Геккелем) и обладает богатейшими традициями и историей. Труды выдающихся российских ученых В.И.Вернадского, Г.Ф.Морозова, Н.И.Вавилова и др., в значительной степени определили развитие экологии как науки. При этом если Геккель никогда не ставил перед экологией прикладных задач, то для российских экологов характерно было стремление поставить эту науку на службу практике и, по широко известному высказыванию Н.И.Вавилова «навести порядок на земном шаре».
Накопленный научный потенциал вплотную подвел отечественных экологов к решению ряда практических проблем природопользования. Однако в период индустриализации развитие отечественной экологии было искусственно заторможено политической установкой на скорейшее «покорение» природы при одновременном отрицании возможности возникновения экологических проблем при социализме. Экология стала трактоваться как сугубо теоретическая наука, а преподавание этой дисциплины осуществлялась в вузах биологического и географического профилей. В 1970 годы экологический кризис рассматривался, как явление характерное только для капиталистических стран и был официально объявлен проявлением общего кризиса капитализма; лишь в середине 1980 гг., с началом перестройки, впервые было открыто признано существование в социалистических странах экологических проблем.
Важной особенностью экологического образования в России является расширенная трактовка российскими ученными понятия «экология». В университетах Западной Европы и США за этим понятием традиционно сохраняют чисто биологическое содержание. В России экология рассматривается как самостоятельная дисциплина, объектом изучения которой-являются экосистемы, состоящие из живых и неживых компонентов между которыми формируются сложные устойчивые связи. Экология в таком-понимании отражает разнообразие и целостность мира. Трактовка экологии как системной науки создает благоприятные предпосылки для развития в России системы экологического образования.
Необходимо отметить, что экология только в качестве фундаментальной науки служит научной базой природопользования. Только знание фундаментальных экологических законов позволяет ответственно и объективно принимать решения по выбору той или иной стратегии хозяйствования.
В Санкт-Петербургском государственном техническом университете пришли к пониманию необходимости подготовки грамотных природопользователей нового поколения на основе единой общепринятой концепции экологического образования. Там разработана и опубликована-«Концепция экологического образования-в-техническом университете» [145]. Авторы ставили перед собой задачу обобщить многолетний опыт экологического образования и создать в результате его анализа базовый документ, который может быть положен в основу формирования или совершенствования системы экологического образования в техническом университете.
Развитие концепции экологического образования в техническом университете направлено на обеспечение и поддержку идеи устойчивого развития и охраны окружающей среды научными и инженерными способами.
В. результате развертывания системы экологического образования в техническом университете должны быть созданы условия для формирования экологического мышления, основанного на экологическом императиве. Представление о биосфере как о гаранте жизни человечества должно определять все виды человеческой деятельности. Предполагается, что выпускник технического университета сможет в ходе своей профессиональной деятельности осуществлять интеллектуальное, образовательное и инженерное обеспечение сохранения устойчивого состояния, окружающей среды, экологического1 разнообразия- и природно-ресурсного потенциала государства.
Концептуальные основы педагогического проектирования содержания эколого - химической подготовки инженеров — экологов
Для эффективной реализации проектирования эколого-химической подготовки, следует обратиться к модели специалиста. Исходя из модели специалиста, можно уточнить цели подготовки специалиста, скорректировать учебные планы и программы, выбрать методы и средства обучения, адекватные деятельности специалиста.
Проблемам разработки модели специалистов посвящены научные труды многих педагогов: А.А.Кирсанова, Г.Н.Александрова, Л.А.Полетаева, Г.И. Сабанеева, Ю.М.Иванова, Л.В.Комаровской, А.Г.Саркисова, Е.Э.Смирновой, Н.Ф.Талызиной, Л.В.Макарова, И.И.Сигова, Ф.В.Шарипова, И.А.Володарской и Т.А.Арташкиной, В.Е.Анисимова, Н.С.Пантиной, В.В.Карпова, Надеева В.А. и др. [1; 2; 125; 115; 119; 120;122; 131; 50; 51; 71; 24; 55; 6; 8; 84]. Выполнены указанные работы с разных теоретических позиций, раскрывающих различные аспекты этой проблемы в сфере профессионального образования. Отсутствие единого методологического подхода к исследованию проблемы моделирования специалиста обусловило появление таких понятий как «модель личности специалиста»; «модель деятельности специалиста»; «модель подготовки специалиста»; «эталон специалиста»; «модель профиля специалиста» [19; 20; 26; 47; 62; 81; 126; 129; 141; 147; 153; 167].
Нельзя не согласиться с М.Г.Тересявичене, которая в своем исследовании приходит к выводу, что при построении модели специалиста модель деятельности является базой и модель подготовки должна строиться на. основе модели деятельности специалиста. «Модель специалиста становиться тем идеальным образом, который определяет цель всей деятельности высшей школы, функционирующую в конкретных условиях формирования; специалиста соответствующего профиля; Такая модель, спроецированная на учебно-воспитательный процесс, вуза; играет решающую роль приюпределениис оптимального содержания учебных планов: w программ,. средств и организационных; форм обучения- ж воспитания студентов» [135; с. 17].
Создание моделей специалистов; которые отражали бы, прежде:всего, систему знаний и умений, необходимую; выпускнику высшей школы, позволило бы решить ряд вузовских проблем, например; таких как определение оптимального соотношения фундаментальной- и профессиональной подготовки, улучшение содержания обучения, построение организационно-методической системы обучения и; воспитания будущих специалистов, и др. В- этой связи следует согласиться с В.МЛГареевым и Ф.ВЯЛариповым, которые указывают, что основным: показателем эффективности функционирования технического; вуза является степень согласования между моделью инженера и результатом реализации модели его подготовки (уровнем социальной и профессиональной подготовленности выпускников) [30].
М.Г.Тересявичене в результате проведенных ею исследований считает:
инженер высшей квалификации является многогранной личностью; для его совершенствования;применима.совокупная модель специалиста;
в структуре модели специалиста важное: местом занимает уровень..его подготовленности;
основой? повышения уровня подготовленности; специалиста? является; формирование системы знаний, и умениш в процессе обучения- ві высшей; школе.
