Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические аспекты проблемы актуализации математических знаний в профессиональной подготовке будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности 19
1.1. Сущность профессиональной подготовки будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности в техносфере 19
1.2. Актуализация математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности как педагогическая проблема 47
1.3. Модель процесса актуализации математических знаний в профессиональной подготовке будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности 78
Выводы по первой главе 119
Глава 2. Опытно-экспериментальная работа по актуализации математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности в вузе 123
2.1. Диагностическая программа опытно-экспериментальной работы по актуализации математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности 124
2.2. Реализация педагогических условий процесса актуализации математических знаний в профессиональной подготовке будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности 163
2.3. Динамика процесса актуализации математических знаний в профессиональной подготовке будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности 186
Выводы по второй главе 206
Заключение 208
Список использованных источников 212
- Сущность профессиональной подготовки будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности в техносфере
- Модель процесса актуализации математических знаний в профессиональной подготовке будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности
- Диагностическая программа опытно-экспериментальной работы по актуализации математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности
- Динамика процесса актуализации математических знаний в профессиональной подготовке будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности
Введение к работе
Актуальность исследования. Интенсивное развитие промышленного и сельскохозяйственного производства, средств транспорта и связанная с ними активная деятельность человека привели к разрушению биосферы и созданию нового типа среды обитания – техносферы. Совершенствуя технику, окружающую среду и технологии минимизации естественных опасностей, человечество столкнулось с техногенными процессами и их негативными последствиями. В последние десятилетия обеспечение безопасного существования и жизнедеятельности человека в сложившихся условиях приобрело статус социального приоритета.
Безопасная жизнедеятельность человека стала целью III Всероссийского Конгресса «Государственное регулирование охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности 2012» (г. Москва), разработавшего концепцию обеспечения стабильного безопасного будущего людей, которое зависит от рационального использования природных ресурсов, экологичных технологий производства и целесообразной деятельности квалифицированных кадров по взаимодействию с окружающей средой. В этой связи подготовка компетентного бакалавра безопасности жизнедеятельности в техносфере является одним из способов поддержания благоприятной жизнедеятельности человека в настоящем и будущем.
Преимущество такой подготовки состоит в умении ориентироваться в основных проблемах техносферной безопасности, проектировать математические модели технологий защиты человека и природной среды от опасностей техногенного и природного характера, решать практико-ориентированные задания на определение нормативных уровней негативных воздействий и составлять прогнозы возможного развития ситуации. Соответственно стержнем формирования квалифицированного бакалавра выступает математическая подготовка, обеспечивающая решение теоретических и практических задач профессиональной деятельности с использованием математических знаний. В свою очередь, их актуализация является профессионально и личностно значимой проблемой.
В теории и методике профессионального образования значимость математических знаний в профессиональной деятельности будущих бакалавров безопасности жизнедеятельности подтверждается действующим ФГОС. Вместе с тем научное обоснование условий и этапов актуализации математических знаний отсутствует, содержание учебных заданий по математике, их назначение и значимость в профессиональном образовании бакалавра изучены недостаточно. Ввиду дефицита методи-
ческого обеспечения данного процесса область затруднения также составляют отбор, реализация, оценка уровневых учебных заданий, направленных на актуализацию математических знаний. Математическая подготовка до настоящего времени не стала эффективным способом формирования определенной системы профессионально и личност-но важных компетенций будущих бакалавров безопасности жизнедеятельности.
Актуальность исследования указанной проблемы обусловлена сложившейся к настоящему времени в профессиональном образовании совокупностью противоречий между:
потребностью общества в высококвалифицированном профессионале, способном компетентно и эффективно обеспечивать безопасность техносферы, и подготовкой будущего бакалавра в сфере безопасности жизнедеятельности, недостаточно учитывающей возможные техногенные риски и их негативное проявление в жизнедеятельности человека;
профессионально-ценностным потенциалом математических знаний в подготовке современного бакалавра и их неэффективной актуализацией в формировании общенаучных и прикладных математических компетенций бакалавра безопасности жизнедеятельности в техносфере;
необходимостью использования контекстных уровневых прак-тико-ориентированных математических заданий в учебно-профессиональной деятельности и их недостаточной разработанностью в соответствии с видами профессиональной деятельности бакалавров безопасности жизнедеятельности в техносфере.
Поиск путей решения противоречий породил педагогическую проблему исследования: в чем состоят эффективные способы актуализации математических знаний, способствующие формированию квалифицированного бакалавра безопасности жизнедеятельности в техносфере.
Степень разработанности проблемы. В науке и практике сегодня накоплен достаточный фонд знаний, необходимых для анализа и решения рассматриваемой проблемы: роль научных знаний представлена в трудах В.И. Гинецинского, В.С. Малаховского, М.А. Розова, Н.Ф. Овчинникова, В.С. Степина, В.Г. Рындак, Г.К. Селевко; характеристика знаний в постиндустриальную эпоху отражена в трудах Е.Ю. Игнатьевой, В.И. Иноземцева; сущность менеджмента знаний раскрыта в работах А.Л. Гапоненко, К. Джанетто, И. Нонака; проблемы теории и методики профессионального образования охарактеризованы в работах Н.Н. Булынского, В.В. Кузнецова, Г.М. Романцева,
В.А. Сластенина, С.Д. Смирнова; положения об актуализации знаний в
профессиональном образовании зафиксированы в исследованиях
И.М Зыряновой, Н.В. Кузнецовой, А.А. Медведева, Н.К. Чапаева,
О.В. Ядрышниковой; психологические аспекты профессиональной под
готовки кадров рассмотрены в работах А.Г. Асмолова, Е.А. Климова,
Е.И. Машбиц; определенные аспекты подготовки работников в области
безопасности жизнедеятельности охарактеризованы в работах
И.А. Абросимова, П.Г. Белова, С.Р. Карьенова, П.П. Кукина.
Основы развития математики как науки представлены в работах
А.Д. Александрова, А.Г. Барабашева, Б.В. Гнеденко, А.Н. Колмогорова,
Н.В. Назарова, Г.И. Рузавина; обоснованию роли математической под
готовки в профессиональном образовании бакалавров в сфере безопас
ности жизнедеятельности посвящены работы Л.Д. Кудрявцева,
Е.В. Муравьевой, О.А. Окунева, В.Л. Романовского; формирование ма
тематической компетентности в профессиональной подготовке охарак
теризовано в исследованиях Э.Н. Гусинского, Н.А.Казачек,
В.Г. Плаховой, Я.Г. Стельмах; проблема проектирования индивидуаль
ных образовательных маршрутов обучающихся раскрыта в работах
Н.А. Лабунской, В.В. Лоренц, М.Л. Соколовой, Т.А. Султановой,
Ю.Ф. Тимофеевой.
Актуальность проблемы, ее недостаточная изученность, выявленные противоречия обусловили выбор темы исследования: «Актуализация математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности».
Цель исследования: теоретически обосновать и апробировать педагогические условия эффективного процесса актуализации математических знаний в профессиональной подготовке будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности в техносфере.
Объект исследования: профессиональная подготовка будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности в техносфере.
Предмет исследования: актуализация математических знаний как образовательный ресурс эффективной подготовки будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности в техносфере.
Гипотеза исследования: актуализация математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности в техносфере трактуется как процесс и результат освоения качественно новых уровней профессиональной готовности будущего бакалавра, характеризующейся квалифицированным целенаправленным использованием математических знаний в учебной и учебно-профессиональной деятельности, связанной с выявлением и измерением опасности в среде обитания, проектированием математических моделей технологий защиты человека
и природной среды от рисков техногенного и природного характера, решением практико-ориентированных заданий по определению допустимых негативных воздействий и прогнозированием на их основе развития ситуации и ее последствий.
Исследуемый процесс будет эффективным, если:
математическая подготовка обогащается элементами содержания профильных дисциплин ценностно-профессиональной значимости на основе междисциплинарности;
целенаправленная актуализация математических знаний обеспечивается проектированием уровневых практико-ориентированных заданий профильной направленности, усиливающих мотивацию их выполнения и стимулирующих самостоятельность будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности;
поэтапный мониторинг уровня актуализации математических знаний осуществляется на основе анализа результатов освоения индивидуальной образовательной траектории;
содержание математической подготовки будущего бакалавра обогащено проектированием математических моделей технологий защиты человека и окружающей среды, прогнозированием их допустимых негативных воздействий на техносферу;
в структуре профессиональной компетентности будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности обосновывается математическая, обогащенная интеграцией общенаучных и прикладных математических компетенций.
Цель исследования и выдвинутая гипотеза обусловили необходимость решения следующих задач:
1.Определить профессионально-педагогическую сущность процесса актуализации математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности в техносфере.
2.Разработать классификацию уровневых математических практико-ориентированных заданий учебно-профессиональной направленности в соответствии с видами профессиональной деятельности.
3.Спроектировать педагогическую модель процесса актуализации математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности.
4.Разработать учебно-методическое обеспечение процесса актуализации математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности в техносфере.
Проверка гипотезы и решение поставленных задач осуществлялись следующими методами исследования: анализ, наблюдение, анке-
тирование, тестирование, опытно-экспериментальная работа по реализации модели исследуемого процесса; математическая и статистическая обработка эмпирических данных.
Методологическую основу исследования составили основные положения целевого подхода (В.Г. Гладких, О.Е. Лебедев).
Теоретической основой исследования стали: идеи о человеке как
активном субъекте познания (Б.Г. Ананьев, А.В. Петровский,
С.Л. Рубинштейн, Г.П. Щедровицкий); теория ориентации личности на
социально и личностно значимые ценности (А.С. Гаязов,
А.Г. Здравомыслов, А.В. Кирьякова, Г.А. Мелекесов); теория целепола-
гания (И. Ансофф, Б.С. Блум, О.К. Тихомиров, Н.Н. Трубников); осо
бенности формирования и развития профессионально-личностных ка
честв современного специалиста (И.Д. Белоновская,
С.М. Каргапольцев, Н.С. Сахарова, А.П. Тряпицына); теория и методо
логия профессионального образования (С.Я. Батышев, В.А. Беликов,
Э.Ф. Зеер, А.М. Новиков, Е.В. Ткаченко); теоретические положения о
многоаспектности профессиональной деятельности (В.И. Байденко,
Е.В. Бондаревская, С.Г. Вершловский); психологические установки ак
туализации личностных смыслов профессионального самоопределения
(В.В. Давыдов, Д.И. Фельдштейн, В.Д. Шадриков); основные положе
ния задачного подхода (Г.А. Балл, О.В. Охтеменко, А.И. Уман,
Л.М. Фридман).
База исследования. Исследование проводилось на базе геолого-географического факультета Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет». В опытно-экспериментальной работе принимали участие будущие бакалавры первого, второго и третьего курсов направления подготовки 280700.62 «Техносферная безопасность» (профиль «Безопасность жизнедеятельности в техносфере»), а также преподаватели факультета. На разных этапах опытно-экспериментальной работой было охвачено 518 человек.
Диссертационное исследование проводилось в несколько этапов:
Первый этап (2006-2008гг.) – констатирующий: осуществлялся анализ проблемы актуализации математических знаний будущих бакалавров безопасности жизнедеятельности и выявление факторов, обеспечивающих эффективность данного процесса. Изучалась философская, психолого-педагогическая и методическая литература. Были определены проблема, объект, цель и задачи исследования, сформулирована тема и рабочая гипотеза. Выделены контрольные и экспериментальные группы, проведен констатирующий эксперимент.
Второй этап (2009-2011гг.) - формирующий: уточнялись базовые понятия работы; определялись компоненты, уровни, показатели и критерии процесса актуализации математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности в техносфере. Осуществлялся формирующий этап опытно-экспериментальной работы. Разрабатывалась и апробировалась модель рассматриваемого процесса, проверялись положения гипотезы исследования. Выполнялись и обсуждались публикации материалов.
Третий этап (2012-2013гг.) - аналитический: завершение формирующего этапа эксперимента; обрабатывались экспериментальные и диагностические данные; анализировались и обобщались результаты исследования, осуществлялось его литературное и техническое оформление, публиковались результаты исследования, проводились презентация и обсуждение.
Научная новизна исследования в отличие от других работ по данной проблеме заключается в следующем:
определена педагогическая сущность процесса актуализации математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности в техносфере;
выявлены компоненты (когнитивно-содержательный, мотиваци-онно-деятельностный, рефлексивно-оценочный), уровни (репродуктивный, продуктивный, творческий), разработана матрица критериев (профессиональная направленность, операционная грамотность, рефлексивная деятельность) и показатели процесса актуализации математических знаний будущих бакалавров безопасности жизнедеятельности;
в структуре профессиональной компетентности будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности рассматривается математическая, обогащенная общенаучными и прикладными математическими компетенциями;
содержание математической подготовки будущего бакалавра включает проектирование математических моделей технологий защиты человека и природной среды от рисков техногенного, природного характера и прогнозирование допустимых негативных воздействий на техносферу;
содержание математической подготовки будущего бакалавра интегрирует элементы актуализации математических знаний, необходимые для научно-исследовательской, экспертной, надзорной и инспекци-онно-аудиторской, организационно-управленческой, сервисно-эксплуатационной и проектно-конструкторской видов деятельности;
математическая подготовка будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности обогащена вариативными компонентами, характеризующими региональную специфику отраслевого производства и экологическую ситуацию Оренбуржья;
разработана классификация контекстных уровневых математических практико-ориентированных заданий междисциплинарной учебно-профессиональной направленности в соответствии с видами профессиональной деятельности будущих бакалавров;
актуализация математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности трансформирует математические знания в математическую компетентность, проявляющуюся в диагностических и контрольно-оценочных измерениях техносферной безопасности.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что:
теория и методика профессионального образования обогащена знанием педагогической сущности исследуемого понятия «актуализации математических знаний бакалавра безопасности жизнедеятельности», что расширяет сферу применимости полученных теоретических результатов;
определен научный статус ценностного и целевого аспекта актуализации математических знаний будущих бакалавров безопасности жизнедеятельности в техносфере, что обогащает, расширяет и совершенствует университетское образование;
содержание профессиональной подготовки дополнено классификацией практико-ориентированных математических ситуаций, стимулирующих формирование профессиональных компетенций будущих бакалавров безопасности жизнедеятельности в техносфере, что обеспечивает единство теории и практики.
Практическая значимость исследования заключается в том, что:
разработанные и апробированные педагогические условия эффективной актуализации математических знаний могут быть применены для реализации ФГОС ВПО по направлению подготовки - 280700.62 -Техносферная безопасность (бакалавриат) в ходе учебного процесса, самостоятельной работы;
разработано комплексное научно- и учебно-методическое обеспечение процесса актуализации математических знаний будущего бакалавра: монография «Актуализация математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности», учебно-методическое пособие по дисциплине «Линейная алгебра и аналитическая геометрия», комплект рабочих тетрадей и разноуровневых практико-
ориентированных заданий, - составляющее ресурс профессионального образования;
- сконструирована и апробирована педагогическая модель процесса актуализации математических знаний будущих бакалавров безопасности жизнедеятельности, содержание и структура которой отражают логику исследуемого процесса.
Достоверность и обоснованность результатов исследования
обеспечена: методологической обоснованностью исходных понятий; реализацией оптимального набора теоретических и эмпирических методов, адекватных цели и задачам исследования; завершенностью опытно-экспериментальной работы, подтвердившей гипотезу исследования; обработкой результатов эксперимента методами математической статистики.
Положения, выносимые на защиту:
1.Актуализация математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности в техносфере трактуется как процесс и результат освоения качественно новых уровней профессиональной готовности будущего бакалавра, характеризующейся квалифицированным целенаправленным использованием математических знаний в учебной и учебно-профессиональной деятельности, связанной с выявлением и измерением опасности в среде обитания, проектированием математических моделей технологий защиты человека и природной среды от рисков техногенного и природного характера, решением практико-ориентированных заданий по определению допустимых негативных воздействий и прогнозированием на их основе развития ситуации и ее последствий.
2.Актуализация математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности интегрирует три компонента: когнитивно-содержательный (наличие математических знаний, умений и навыков, необходимых для успешной профессиональной деятельности); мо-тивационно-деятельностный (согласованные мотивы, цели будущего бакалавра, отражающие понимание ценности математических знаний в учебно-профессиональной деятельности); рефлексивно-оценочный (наличие саморегуляции профессиональной деятельности, самоопределения и самовыражения будущего бакалавра в решении практико-ориентированных заданий).
3.Структурно-динамическая модель процесса актуализации математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности в вузе, представленная в единстве цели, содержания и педагогических условий ее реализации, обеспечивает поэтапное (ориентирующий,
праксеологический, результативный этапы) развитие компонентов исследуемого процесса.
4.Реализация модели исследуемого процесса обеспечивается совокупностью необходимых и достаточных педагогических условий:
- математическая подготовка обогащается элементами содержа
ния профильных дисциплин ценностно-профессиональной значимости
на основе междисциплинарной интеграции и осуществляется включе
нием в изучение дисциплины «Линейная алгебра и аналитическая гео
метрия» понятий профильных дисциплин, что повышает уровень мате
матических знаний бакалавров в учебно-профессиональной деятельно
сти;
целенаправленная актуализация математических знаний обеспечивается проектированием уровневых практико-ориентированных заданий профильной направленности (научно-исследовательские, экспертные, надзорные и инспекционно-аудиторские, организационно-управленческие, сервисно-эксплуатационные, проектно-конструк-торские), усиливающих мотивацию их выполнения и стимулирующих самостоятельность будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности, формирующих все структурные компоненты данного процесса;
поэтапный мониторинг уровня актуализации математических знаний осуществляется на основе анализа результатов освоения индивидуальной образовательной траектории, создавая возможность продвижения каждому обучающемуся по вариативному маршруту учебно-профессиональной деятельности, предполагающей расширение учебно-методического обеспечения дисциплины: комплект рабочих тетрадей; учебно-методическое пособие по дисциплине «Линейная алгебра и аналитическая геометрия»; комплекс уровневых заданий практико-ориентированной направленности; технологические карты.
5.В структуре профессиональной компетентности будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности математическая компетентность рассматривается как интегративное качество личности, характеризующееся наличием глубоких математических знаний, умением применять их в решении практико-ориентированных заданий профильной направленности, готовностью их использования в проектировании методов и систем обеспечения техносферной безопасности, обоснованным выбором устройств и способов защиты человека и природной среды.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись в ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет». Ход и результаты исследования обсуждались на конференциях различного уровня: Международная научная (Оренбург 2011, Санкт-Петербург 2012), Международная научно-практическая (Одесса 2010,
Новосибирск 2011), Всероссийская научно-практическая (Оренбург 2009), а также отражены в журналах реестра ВАК: «Вестник Оренбургского государственного университета» (2011, 2013), «Вестник Ижевского государственного технического университета имени М.Т. Калашникова» (2012). Осуществлялось внедрение в образовательный процесс университета комплекта рабочих тетрадей по дисциплине «Линейная алгебра и аналитическая геометрия», подготовленного в ходе выполнения проекта № 3.1.1/13256 (АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы»).
Личный вклад автора состоит в том, что:
проведен научно-теоретический анализ проблемы актуализации математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности в техносфере;
обоснованы педагогические условия и разработана модель процесса актуализации математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности в техносфере;
подготовлено учебно-методическое обеспечение процесса актуализации математических знаний будущих бакалавров безопасности жизнедеятельности в техносфере.
Структура диссертации: работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованных источников и приложения.
Сущность профессиональной подготовки будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности в техносфере
В данном параграфе рассмотрены современные подходы к профессиональной подготовке работников в сфере безопасности жизнедеятельности, определен педагогический инструментарий, позволяющий обеспечить эффективную актуализацию математических знаний бакалавров безопасности жизнедеятельности в профессиональной подготовке в вузе.
В научной литературе на данный период накоплен фонд исследований, раскрывающих характеристику природных и техногенных катастроф, классификацию чрезвычайных ситуаций, аварийных происшествий в промышленности и на транспорте, пожаров и других явлений. Исследованиями, посвященными проблеме нарушения экологического равновесия, обусловленного увеличением антропогенного влияния на окружающую среду, занимались в разное время такие ученые, как Э.А. Арустамов, П.Г. Белов, СВ. Белов, В.И. Вернадский, М.В. Гальперин, И.В. Ефремов, В.А. Легасов, Н.Н. Моисеев, Е.В. Муравьева, В.Л. Романовский [17, 23, 25, 42, 49, 72, 124, 146, 150, 186].
В конце XX начале XXI веков возросло количество различных катастроф, в том числе экологических. Научно-технический прогресс одновременно с благами цивилизации «принес неисчислимые бедствия и человеку, и окружающей среде. Интенсивно загрязняется атмосфера, увеличивается количество различных заболеваний и озоновых "дыр" в атмосфере, наблюдаются природные и техногенные катастрофы, аварийные происшествия в промышленности и на транспорте, пожары и другие явления [108, 235]. Резкое увеличение антропогенного давления на природу привело к нарушению экологического равновесия и вызвало ухудшение не только среды обитания, но и здоровья людей. Биосфера постепенно утратила свое господствующее значение и в населенных регионах -стала превращаться в техносферу (Э.А. Арустамов). Соответственно, непредвиденные проявления человеческого фактора, активное вмешательство человека в мир природы обернулись многочисленными бедствиями. Как отмечают авторы исследований, посвященных изучению проблем в биосфере (Э.А. Арустамов, П.Г. Белх»в, Ю.А. Израэль), активная техногенная деятельность человека привела к разрушению биосферы во многих регионах планеты и созданию нового типа среды обитания — техносферы [17, 23, 86]. Техносфера — это регион биосферы в прошлом, преобразованный людьми в технические и техногенные объекты, т.е. среда населенных мест. Техносфера пришла на смену биосфере, и в результате на планете осталось мало территорий с ненарушенными экосистемами [17]. Очевидно, пришло время, подтвердившее предвидение Ф. Энгельса о том, что за каждый непродуманный шаг вмешательства людей-в природу она жестоко мстит. Проблемам безопасности техносферы посвящены труды академика В.А. Легасова. История научных исследований в области безопасности жизнедеятельности почти не изучена, а без истории не может быть и полноценных знаний [124]. В этой связи появление научного направления, связанного с безопасностью в техносфере, актуально и вместе с тем отстает от вызовов природы.
По мнению академика Н.Н. Моисеева, «человечество вступило в новую эру своего существования, когда потенциальная мощь создаваемых им средств воздействия на среду обЧитания становится соизмеримой с могучими силами природы планеты». Это внушает и гордость, и опасение, так как чревато последствиями, которые могут привести к уничтожению цивилизации и даже всего живого на Земле [145]. Таким образом, современному обществу необходимы специалисты с высшим техническим образованием, которые могли бы контролировать, оценивать происходящие изменения, осуществлять их мониторинг в природе, в техносфере.
Проблема безопасности жизнедеятельности в её современном виде возникла в связи с ростом мощности технологий преобразования человеком окружающей среды [24]. Разработка и применение всё более мощных технологий преобразования стимулируются потребностью человека в безопасности. К настоящему времени выявлен целый ряд глобальных угроз, возникших в результате жизнедеятельности человека. Глобальной катастрофой стало грозить применение прежде безопасных (при ограниченном применении) технологий промышленности и сельского хозяйства, постепенно негативно преобразующих природную окружающую среду, при этом повсеместно уничтожающих естественные экосистемы. Возникновение проблемы безопасности жизнедеятельности означает, что наступила новая, постиндустриальная эпоха, предсказанная в 20-ые годы двадцатого столетия В.И. Вернадским: «Новая стадия в истории планеты, при которой впервые человек становится крупнейшей геологической силой» [42].
Возвращение к затронутой нами насущное педагогической про блеме дефицита квалифицированных кадров, способных к действи ям, стабилизирующим природное равновесие, позволяет констатиро вать также, что в педагогике накоплен значительный фонд научных исследований, посвященных проблеме подготовки работников в об ласти безопасности жизнедеятельности. Это работы И.А. Абросимова, В.И. Бондина, А.В. Дёмина, И.В. Ефремова, А.А. Заднева, СР. Карьенова, П.П. Кукина, В.Ф. Пилипенко и дру гих исследователей. Их анализ подтвердил, что в современном об ществе резко обострились вопросы безопасности жизнедеятельности, они приняли характерные черты проблемы выживания человека: уцелеть, уберечься от гибели в различных жизненных ситуациях. Сложившаяся обстановка объясняется не только низкой культурой безопасности и технологической недисциплинированностью людей, но и конструктивным несовершенством и большим износом исполь зуемого оборудования. Как отмечает П.Г. Белов, все это является следствием дефицита соответствующих научных школ, высококвалифицированных специалистов в науке и образовании [24, С. 6].
Подготовка квалифицированных кадров в области безопасности жизнедеятельности по преобладающим особенностям имеет психолого-педагогическую природу, что продиктовано рядом объективных факторов, а именно:
- важно знать и оценивать индивидуальные возможности каждого человека противостоять трудностям, с которыми он может столкнуться в процессе жизнедеятельности;
- осуществляя помощь человеку, готовя его к преодолению возможных в его жизни и профессиональной деятельности различных опасностей и трудностей, надо обязательно развивать его готовность к обеспечению безопасности жизнедеятельности;
- осуществляя профессиональную ориентацию и отбирая людей для подготовки к работе в опасных условиях, надо учитывать оценку их способностей [94].
Такой точки зрения придерживаются Ю.Д.. Израэль, СМ. Семенов. Соответственно, подготовка бакалавра по обеспечению безопасности жизнедеятельности в системе высшего профессионального образования закономерна, ей свойственны определенные причинно-следственные зависимости между педагогическими воздействиями на подготавливаемых людей и достигаемыми результатами. Высокие результаты достижимы, если подготовка строится с учетом всех ее важнейших закономерностей, воплощенных в специальных педагогических требованиях, задачах и принципах [86]. В свою очередь, по мнению СВ. Белова и П.Г. Белова, «безопасность жизнедеятельности - это состояние окружающей среды, при котором с определенной вероятностью исключено причинение вреда существованию человека», и решение данной проблемы состоит в «обеспечении комфортных условий жизнедеятельности людей на всех стадиях жизни, в за 24 щите человека и окружающей его среды от воздействия вредных факторов, превышающих нормативно-допустимые уровни» [23, 25]. Подчеркнем вновь, что происходящие негативные изменения в среде обитания человека ставят актуальную задачу необходимости профессионала, который в достаточной степени подготовлен для успешного решения возникающих проблем обеспечения безопасности всего общества, ликвидации последствий стихийных бедствий, аварий и катастроф.
Заметим, что сегодня возрастает необходимость подготовки будущих бакалавров по направлению подготовки безопасности жизнедеятельности в техносфере, умеющих также предвидеть и предупреждать чрезвычайные ситуации, негативно влияющие на безопасность общества в целом. Будущий бакалавр безопасности жизнедеятельности в настоящее время должен уметь реально оценивать важность своих профессиональных знаний, умений и опыта деятельности для комфортного существования всего человечества и планеты. Согласно мнению таких учёных, как В.И. Вернадскй, В.А. Легасов, Н.Н. Моисеев [41, 125, 146], осознание мировым сообществом появления глобальной угрозы в результате жизнедеятельности человека привело к тому, что в 1992 году специально, созванная в Рио-де-Жанейро с 3 по 14 июня 1992 года Конференция Организации Объединенных Наций (ООН) по окружающей среде и развитию подтвердила Декларацию конференции ООН по проблемам окружающей человека среды, принятую в Стокгольме 16 июня 1972 года, углубила и развила ее. Конференция ООН по окружающей среде и развитию провозгласила необходимость перехода цивилизации к устойчивому развитию, сохраняющему возможности выживания не только нынешнему, но и будущим поколениям.
Модель процесса актуализации математических знаний в профессиональной подготовке будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности
В данном параграфе изложено обоснование структуры и содержания модели процесса актуализации математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности в профессиональной подготовке, основанной на взаимозависимости, интегра-тивности, вариативности, подчиненности, последовательности и достаточности составляющих ее блоков.
Изучение проблемы актуализации математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности выявило необходимость педагогического обоснования данного процесса. Для достижения сформулированной педагогической цели необходима реализация модели процесса актуализации математических знаний будущего бакалавра, а также выявление и обоснование структурных блоков исследуемого процесса в логической завершенности и взаимозависимости, способствующих предвидению и оцениванию результатов приобретенных математических знаний и профессиональных умений при создании определенных педагогических условий.
«Модель» в переводе с французского означает - мера, образец, норма; в логике и методологии науки - аналог, схема, структура, знаковая система определенного фрагмента природной или социальной реальности, порождения человеческой культуры, концептуально-теоретических образований [32]. В «Советском энциклопедиче 79 ском словаре» модель (от лат. modulus - мера, образец) в широком смысле - «любой образ» (мысленный или условный: изображение, описание, схема, чертеж, график, план, карта) какого-либо объекта, процесса или явления («оригинала» данной модели), используемый в качестве его «заместителя», «представителя» [205]. В педагогике модель (фр. modele - образец) - образ, аналог какого-либо явления, процесса, объекта или субъекта, выраженный материально (реально) или идеально (в знаках) и отвечающий оригин-алу во всей сложности структурно-функциональных, причинно-следственных или генетических связей [102].
Проблема применения моделей в психолого-педагогических условиях изучена в работах П.Я. Гальперина, В.И. Михеева, Н.Г. Салминой, Г.П. Щедровицкого и других исследователей. Модель выполняет иллюстративную, трансляционную, объяснительную, предсказательную и гносеологическую функции. Она воссоздает наиболее общие структурные признаки отображаемого, связи его компонентов и функций, служит пониманию объяснению моделируемого. Модель отвечает практическим целям, но она всегда проще реальной конструкции. Различают определенные виды модели: описательный, смешанный, графический, знаково-символический, структурный, педагогический. Их функции состоят в том, чтобы служить основой прогнозирования. Для сферы образования этот принцип важен, так как образовательная система обладает повышенной динамичностью ориентации [7].
Для изучения характеристик объекта исследования недоступных непосредственно для восприятия, используется модель, а процедура ее разработки состоит в моделировании. С философской точки зрения, «моделирование» (фр. modele - образец, прообраз) - это «воспроизведение характеристик некоторого объекта на другом объекте, специально созданном для их изучения» [230]. В педагогике моделирование (англ. modeling, нем. modellienmg, фр. Modelage, лат. modulus - мера, образец) - это процесс и метод теоретического исследования реальных и идеальных объектов познания путем их построения и изучения [102]. По мнению Н.Г. Салминой, моделирование связано не столько с отражением внешних видимых свойств, предметов и явлений, сколько с построением идеализированных объектов, с открытием нового. Она отмечает: «речь должна идти не только об использовании моделирования, а о включении всех видов знако-символической деятельности в учебный процесс» [193]. Принято считать, что моделирование - это метод исследования объектов познания на их моделях. Этот аналог служит для хранения и расширения знания об оригинале, конструирования оригинала, преобразования или управления им. Первоначально моделирование в научных изысканиях строилось на описании категорий «процесс» и «структура», исследователи стремились к тому, чтобы конструируемая ими модель была максимально приближена к реальности.
Как отмечают исследователи В.В. Давыдов, И.Т. Фролов и другие, моделирование проходит три стадии: сначала изучаются параметры реальной системы и осуществляется построение на этой осно-ве модели, затем идет исследование модели и, наконец, изученные свойства модели экстраполируются на оригинал [188, 230]. Педагогическое моделирование (создание моделей) - это разработка целей (общей идеи) создания педагогических систем, процессов или ситуаций и основных путей их достижения [102]. Педагогическое моделирование В.В. Краевским трактуется как отражение существующей педагогической системы в специально созданном объекте, как эталон и инструмент для достижения цели. Под состоянием системы он понимает всю совокупность сторон, характеризующих ее в любой момент осуществления, а динамическую природу процесса рассматривает как переход из одного состояния в другое, которое отличает 81 ся своими функциями времени и задачами формирования личности [111].
Разработанная нами модель процесса актуализации математических знаний будущего бакалавра является структурно-динамической, поскольку структурность модели мы рассматриваем как систему, включающую согласованные и взаимообусловленные блоки: целевой, структурно-содержательный, процессуальный, критериально-оценочный и результативно-корректирующий. Динамичность модели представлена поэтапным переходом состояния актуализации математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности от репродуктивного уровня до творческого в соответствии с условиями педагогического воздействия при использовании необходимых форм, средств и методов обучения. Каждый этап имеет свои функции и задачи в формировании исследуемого процесса.
Отметим, что в педагогике динамическая модель рассматривается как описание процесса функционирования объекта и его развития, а структурная модель представлена крупными структурными единицами [111]. Цель исследования задает направленность и средства реализации изучаемого процесса, а структура исследуемого процесса определяет содержание профессиональной подготовки будущего бакалавра и педагогические условия данного процесса. Анализ методологических и педагогических положений о моделировании позволил нам построить структурно-динамическую модель актуализации математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности, разработанную на основе принципов целенаправленности, субъект-субъектного взаимодействия, самоорганизации, регионализации, междисциплинарной интеграции (рисунок 8).
Модель актуализации математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности интегрирует необходимые и взаимозависимые блоки. Обратимся к их краткой характеристике.
Диагностическая программа опытно-экспериментальной работы по актуализации математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности
Исходя из теоретических положений, рассмотренных в предыдущей главе исследования, в данном параграфе раскрывается программа опытно-экспериментальной работы, включающая цель, задачи, принципы и условия организации, этапы и методы исследования.
Организация опытно-экспериментальной., работы в контексте целевого подхода предполагала разработку и реализацию опытно-экспериментальной программы (приложение Е), целью которой стала апробация модели процесса актуализации математических знаний в профессиональной подготовке будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности и определение ее эффективности.
Достижение поставленной цели предполагало решение следующих организационно-педагогических задач:
- установить взаимосвязь процессов реализации модели и достигаемых результатов;
- зафиксировать и представить динамику уровня актуализации математических знаний в профессиональной подготовке будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности на формирующем этапе эксперимента;
- посредством сравнительного анализа результатов констатирующего и формирующего экспериментов обосновать целесообразность и эффективность комплексной реализации условий актуализации математических знаний в профессиональной подготовке будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности.
Опытно-экспериментальная работа осуществлялась поэтапно в естественных условиях образовательного процесса в течение шести лет на базе ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет» кафедры безопасности жизнедеятельности геолого-географического факультета в городе Оренбурге. В педагогическом эксперименте приняло участие 45 преподавателей и 473 обучающихся первого, второго и третьего курсов направления подготовки 280700.62 «Техносферная безопасность» профиля «Безопасность жизнедеятельности в техносфере».
I этап опытно-экспериментальной работы (2006-2008 гг.) включал изучение педагогического опыта и состояния проблемы актуализации математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности; разработку программы исследования; построение рабочей гипотезы, проведение констатирующего эксперимента.
II этап (2009-2011 гг.) интегрировал разработку модели актуализации математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности, уточнение ее структуры и содержания; разработку диагностического инструментария для определения уровня исследуемого профессионально-значимого процесса; реализацию программы процесса актуализации математических знаний в профессиональной подготовке будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности; анализ полученных в ходе исследования результатов.
III этап (2012-2013 гг.) охватывал экспериментальную проверку гипотезы исследования и эффективности разработанной модели, апробацию полученных в ходе исследования результатов в педагогической практике, их научную и техническую обработку.
В исследовании использовался комплекс взаимосвязанных методов - наблюдение, устный и письменный опрос, анкетирование, самоанализ, изучение документации и педагогического опыта, моделирование, методы количественной обработки данных и качественного анализа результатов эксперимента.
Первый этап исследования предполагал определение состояния процесса актуализации математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности и определение необходимости повышения качества данного профессионально-значимого процесса. Результаты констатирующего эксперимента повлияли на выбор методов исследования, критериев и показателей процесса актуализации математических знаний. Данные эксперимента способствовали эффективной организации работы, направленной на формирование исследуемого процесса.
При разработке программы исследования возникла потребность в организации и проведении пилотажного исследования, которое позволило выяснить мнение преподавателей и обучающихся относительно необходимости актуализации математических знаний как важного профессионально-значимого процесса в деятельности будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности и их отношение к нему.
Для решения задач пилотажного исследования было проведено анкетирование (приложения И, К, Л), позволившее определить сущность процесса актуализации математических знаний, его значимость для профессиональной подготовки будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности, направленной на его профессионально-значимое становление. Пилотажное исследование позволило определить факторы, негативно влияющие на актуализацию исследуемого процесса; изучить особенности подготовки будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности, основанной на профессиональных умениях и определении условий их эффективности; конкретизировать сущность исследуемого профессионально-значимого процесса; определить состояние процесса актуализации математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности.
Данные анкетирования дополнялись следующими методами ис-следования: тестирование, метод экспертных оценок, целенаправленное педагогическое наблюдение, беседа, анализ продуктов проектной деятельности будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности, что способствовало накоплению массива эмпирических данных и позволило в общем виде представить состояние проблемы в профессиональной подготовке будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности. В результате исследования были получены следующие данные.
Поскольку актуализация математических знаний будущих бакалавров обеспечивается наличием определенного уровня сформиро-ванности математических знаний, на начальном этапе анкетирования мы поставили цель: выявить реальный уровень сформированности математических знаний обучающихся по профилю подготовки «Безопасность жизнедеятельности в техносфере».
Первые вопросы анкеты предполагали выявление у первокурсников уровня сформированности математических знаний, приобретенных в школе. Так, в ответах на вопрос, касающийся оценок по математике в школе, были получены результаты: только «5» - 0%; «5» и «4» - 23% опрошенных; на оценку «4» учились 18% опрошенных; на «4» и «3» учились 54%; на оценку «3» обучались 5% опрошенных.
Соответственно, нами был сделан вывод, что бакалавры безопасности жизнедеятельности первого года обучения не обладают базовым математическим знанием, достаточным для успешного профессионального образования. Полученные данные отражены на рисунке 9.
Динамика процесса актуализации математических знаний в профессиональной подготовке будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности
В данном параграфе рассмотрена организация педагогического эксперимента, представлены результаты опытно экспериментальной работы, дана их математическая и графическая интерпретация, сделаны выводы о целесообразности выявленных педагогических условий, эффективности их влияния на покомпонентную динамику исследуемого процесса.
Данные об уровне актуализации математических знаний были получены с помощью диагностических заданий, выполнявшихся в реальном образовательном процессе вуза с участием будущих бакалавров безопасности жизнедеятельности по направлению подготовки 280700.62 «Техносферная безопасность» профиль «Безопасность жизнедеятельности». При организации и проведении диагностических работ нами учитывались следующие факторы: процесс актуализации математических знаний будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности носит поэтапный характер, включающий проведение контрольных срезов с фиксированием динамики исследуемого процесса; актуализация математических знаний будущего бакалавра рассматривается в совокупности взаимосвязанных и взаимообусловленных компонентов, которые предполагают необходимость изучения покомпонентной динамики исследуемого процесса с учетом его критериальных показателей; необходимость обоснования целесообразности и эффективности комплексной реализации программы опытно-экспериментальной работы обусловила проведение сравнительного анализа результатов констатирующего и формирующего экспериментов; использование комплекса взаимодополняющих методов, проведение графической и математической интерпретации полученных данных аргументировало и подтверждало достоверность полученных результатов. На основании названных позиций была составлена программа проведения контрольных срезов, представленная в таблице 26.
В соответствии с программой первый промежуточный срез был проведен по окончании будущими бакалаврами первого семестра обучения, что совпало с завершением первого этапа формирующего эксперимента. В этот период эксперимент проводился при изучении дисциплин «Линейная алгебра и аналитическая геометрия».
Промежуточный срез включал блок диагностических методик (анкеты, диагностические задания), направленный на измерение уровня каждого компонента актуализации математических знаний (приложения С, Т, У).
Выявленные в ходе первого среза данные уровней актуализации математических знаний будущих бакалавров безопасности жизнедеятельности в экспериментальной и контрольной группах представлены в таблицах 27, 28, 29. Графическая интерпретация результатов представлена соответственно на рисунках 20, 21, 22.
Для определения уровня когнитивно-содержательного компонента мы разработали анкету (приложение С), позволившую диагно-стировать уровень математических знаний будущих бакалавров безопасности жизнедеятельности. Для более точного исследования когнитивно-содержательного компонента актуализации математических знаний использовались контрольные вопросы.
Постановка вопросов позволила выяснить базовый объем знаний, необходимый для успешного решения учебно профессиональных задач, и способность практического применения знаний. Обработка вопросника осуществлялась посредством подсчета выбранных вариантов ответов на основе присуждения им условного числового балла.
Обобщенные результаты анкетирования представлены в таблице 27 и на рисунке 20.
Определение покомпонентного уровня актуализации математических знаний позволило сделать вывод о состоянии в целом по итогам первого этапа формирующего эксперимента. Уровень актуализации математических знаний каждого обучающегося экспериментальной и контрольной групп определялся расчетом среднего арифметического значения уровней актуализации математических знаний. Итоги определения общего уровня актуализации математических знаний по результатам промежуточного среза представлены в таблице 30. Графическая интерпретация результатов приведена на рисунке 23.
Результаты промежуточного среза по окончании первого этапа формирующего эксперимента позволили сделать следующие выводы:
- увеличение процентного соотношения высокого и среднего уровней актуализации математических знаний будущих бакалавров экспериментальной группы подтверждает результативность опытно-экспериментальной работы;
- возрастание уровня мотивационно-деятельностного компонента актуализации математических знаний в экспериментальной группе свидетельствует о том, что будущие бакалавры безопасности жизнедеятельности осознали значимость математических знаний в своей профессиональной подготовке и сформированных умений их использования в решении практико-ориентированных заданий;
- целевая установка будущего бакалавра безопасности жизнедеятельности на актуализацию математических знаний в процессе учебно-профессиональной деятельности способствовала успешному решению практико-ориентированных заданий, умению ориентироваться в учебно-профессиональных ситуациях с использованием математических знаний, а также поэтапному накоплению математиче 193 ских знаний, используемых в учебно-профессиональной деятельности;
- возрастание уровня рефлексивно-оценСчного компонента мы связываем с тем, что в процессе решения практико-ориентированных заданий будущие бакалавры осуществляли рефлексию результатов деятельности, ориентируясь в этапах процесса решения заданий и оценивая степень применимости математических знаний в той или иной задаче.
Второй промежуточный срез был проведен по окончании обучающего этапа формирующего эксперимента на 15-ой неделе 2-го семестра обучения. Инструментарий обозначенного среза представлен нами в приложениях Ф, X, Ц, Ш.
Выявленные в ходе второго среза данные уровней актуализации математических знаний будущих бакалавров безопасности жизнедеятельности в экспериментальной и контрольной группах представлены в таблицах 31, 32, 33.
Графическая интерпретация результатов представлена соответственно на рисунках 24, 25, 26.
Для определения уровня когнитивно-содержательного компонента мы разработали анкету (приложение Ф), позволившую диагностировать уровень математических знаний будущих бакалавров безопасности жизнедеятельности.
