Введение к работе
Актуальность исследования. В условиях неблагоприятной экологической ситуации, перехода на международные стандарты технологических процессов и производимой продукции, обязательности экологической экспертизы всех инвестиционных проектов необходима разработка эффективных образовательных программ, содержание которых предусматривает формирование экологической подготовки специалистов в соответствии с направлением и профилем обучения.
Система экологической подготовки должна не просто фиксировать достигнутый уровень знаний, но и носить проблемный, поисковый характер. Она призвана не только соответствовать реалиям времени, но и быть ориентированной на будущее, нацеленной на то, чтобы современный инженер, являясь специалистом в своей области, мог оценить реальные последствия профессиональной деятельности с точки зрения охраны окружающей среды и компетентно решать проблемы экологии.
Кроме того, сложившиеся в настоящее время социально-экономические и социально-культурные условия, а также переход на образовательные стандарты высшего профессионального образования третьего поколения требуют подготовки компетентных специалистов, способных ориентироваться в потоке постоянно меняющейся информации, а также умеющих самостоятельно и творчески мыслить. На сегодняшний день это невозможно без применения информационных образовательных технологий в учебном процессе. Использование в частности имитационных компьютерных игр, геоинформационных технологий, электронно-обучающих комплексов, позволяет модернизировать и интенсифицировать процесс экологической подготовки.
Информационные образовательные технологии рассматривают в педагогической науке как средства и методы подготовки, передачи и предоставления информации для студента, использующие компьютер в качестве динамично развивающегося средства поддержки образовательного процесса, кардинально меняющего систему методов образования (Л.Х. Зайнутдинова, Г.И. Кирилова, К.Г. Кречетников, И.В. Роберт, В.А. Трайнев, И.В. Трайнев). Образовательный процесс становится более эффективным за счет реализации дидактических возможностей и активизации учебно-познавательной деятельности, более интересным, интерактивным. Кроме того, он позволяет включать различные каналы восприятия информации, что, несомненно, повышает качество знаний студентов.
Проблемами экологического образования и условиями их решений занимались С.Н. Глазачев, С.Д. Дерябо, А.Н. Захлебный, И.Д. Зверев, Д.Н. Кавтарадзе, В.А. Кобылянский, Н.М. Мамедов, Л.В. Моисеева, Е.В. Муравьева, И.Т. Суравегина, В.А. Ясвин и др.
Возможности повышения эффективности обучения с использованием различных информационных образовательных технологий рассматривали многие ученые. Внедрение информационных образовательных технологий в учебный процесс предполагает не только создание новых средств обучения, но и разработку методик их использования. Вопросами создания различных педагогических технологий и общими проблемами, возникающими при их разработке, занимались В.П. Беспалько, А.А. Вербицкий, Б.С. Гершунский, И.Г. Захарова, Г.В. Ившина, Г.И. Кирилова, Н.Ф. Талызина, В.А. Трайнев, И.В. Трайнев. Психолого-педагогические основы использования информационных технологий в образовательном процессе рассмотрены в работах В.П. Беспалько, К.Г. Кречетникова, Е.И. Машбиц, Е.С. Полат, И.В. Роберт, В.А. Сластенина и др.
Проблемами компетентностного подхода в профессиональном образовании занимались В.И. Байденко, Р.Х. Гильмеева, И.А. Зимняя, Г.В. Мухаметзянова, А.М. Хуторской, Н.А. Читалин и др.
На основании анализа существующих работ можно констатировать, что эффективное использование информационных образовательных технологий в экологической подготовке студентов является динамично развивающейся областью исследования. Однако, несмотря на немалое количество научных работ по проблематике данного диссертационного исследования, многие теоретические и практические вопросы пока еще не решены.
В связи с этим можно сформулировать следующие противоречия:
- между потребностью современного общества в инженерах с высоким уровнем экологической подготовки и недостаточной разработанностью образовательных технологий, обеспечивающих формирование необходимых профессиональных компетенций;
- между возможностями информационных образовательных технологий и их ограниченным применением в процессе экологической подготовки студентов технических вузов.
Исходя из этого, была сформулирована проблема исследования: каковы структура и содержание электронно-обучающего комплекса, обеспечивающего эффективное формирование профессиональных компетенций в процессе экологической подготовки студентов технических вузов.
Цель исследования заключается в теоретическом обосновании, разработке и экспериментальной проверке электронно-обучающего комплекса, способствующего формированию профессиональных компетенций и повышению эффективности экологической подготовки студентов технических вузов.
Объект исследования: процесс экологической подготовки студентов технических вузов.
Предмет исследования: разработка и использование электронно-обучающего комплекса в качестве средства формирования профессиональных компетенций в экологической подготовке студентов технических вузов.
В основу исследования положена гипотеза: эффективность формирования профессиональных компетенций в процессе экологической подготовки студентов технических вузов будет достигнута, если:
- организовать процесс экологической подготовки студентов технических вузов на основе синтеза современных тенденций развития экологического образования и информационных образовательных технологий;
- обосновать и разработать модель экологической подготовки студентов технических вузов на основе информационных образовательных технологий;
- разработать и внедрить электронно-обучающий комплекс в процесс экологической подготовки студентов технических вузов.
В соответствии с целью исследования для проверки выдвинутой гипотезы были поставлены следующие задачи:
1. Определить возможности применения информационных образовательных технологий в экологической подготовке студентов технических вузов.
2. Разработать модель экологической подготовки студентов технических вузов на основе информационных образовательных технологий.
3. Обосновать структуру и разработать содержание электронно-обучающего комплекса «Экология» для студентов технических вузов.
4. Проверить эффективность внедрения электронно-обучающего комплекса в процесс экологической подготовки студентов технических вузов.
Теоретико-методологическую базу исследования составили:
- научные исследования в области экологического образования (А.А. Вербицкий, И.Т. Гайсин, С.Н. Глазачев, И.Д. Зверев, Л.В. Моисеева, Е.В. Муравьева, И.Т. Суравегина и др.);
- теоретические основы гуманизации и гуманитаризации педагогического процесса в высшей технической школе (Э.А. Арустамов, Л.А. Волович, Г.В. Мухаметзянова, М.И. Надеева, Т.М. Трегубова и др.);
- теоретические подходы к формированию экологического сознания и экологической культуры (С.Д. Дерябо, А.Н. Захлебный, Н.М. Мамедов, В.И. Медведев, Т.Г. Чуйкова и др.);
- теория целостного педагогического процесса и педагогических систем (В.Г. Беспалько, Б.С. Гершунский, В.В. Краевский, Г.П. Селевко, А.Д. Урсул, В.А. Ясвин и др.);
- концепции, модели подготовки компетентных специалистов (Л.А. Волович, Р.Х. Гильмеева, И.А. Зимняя, В.Ш. Масленникова, Г.У. Матушанский, Г.В. Мухаметзянова, В.А. Сластенин, Н.Ф. Талызина и др.);
- подходы к моделированию профессиональной деятельности и содержания профессионального образования (Б.С. Гершунский, В.С. Леднев, И.Я. Лернер, Е.В. Ткаченко, Н.А. Читалин, В.С. Щербаков и др.);
- научные исследования в области применения информационных образовательных технологий в образовательном процессе (И.Г. Захарова, Г.И. Кирилова, К.Г. Кречетников, Е.И. Машбиц, Е.С. Полат, И.В. Роберт, В.А. Трайнев, И.В. Трайнев и др.);
- основные положения теории учебника и учебных изданий (А.И. Башмаков, В.П. Беспалько, И.Д. Зверев, С.Д. Смирнов, Н.Ф. Талызина, С.А. Христочевский и др.);
- теория дидактики и методики обучения с использованием электронных средств (В.Я. Виленский, В.А. Вуль, Л.Х. Зайнутдинова, Д.Ш. Матрос, П.И. Образцов, А.В. Соловов и др.).
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:
1. Теоретические, включающие изучение и системный анализ отечественной и зарубежной философской, педагогической, психологической и методологической литературы в области экологической подготовки студентов высшей профессиональной школы; конкретизация и обобщение, изучение нормативных документов, метод моделирования и проектирования процесса обучения.
2. Эмпирические, включающие педагогический эксперимент, анализ учебных планов и программ, мониторинг учебной деятельности, разработку электронно-обучающего комплекса, пособия по экологии, анкетирование, тестирование, статистическую обработку результатов исследования, их графическое представление.
Экспериментальной базой исследования послужили Институт авиации, наземного транспорта и энергетики, факультет автоматики и электронного приборостроения, Институт технической информатики и кибернетики, Институт радиоэлектроники и телекоммуникаций, Инженерно-экономический институт Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева.
Этапы исследования.
Первый этап (2004-2006 гг.) – поисковый и диагностический. Изучались общие вопросы экологической подготовки с позиций экоцентризма, аспекты экологизации в высшей технической школе, тенденции проведения учебных занятий по экологии у студентов технических вузов, определялись аспекты использования информационных образовательных технологий в учебной деятельности.
Второй этап (2006-2008 гг.) – разработка структуры и модели экологической подготовки студентов технических вузов, базирующейся на основе информационных образовательных технологий, разработка теоретической базы исследования.
Третий этап (2008-2011 гг.) – разработка, апробация и экспериментальное внедрение электронно-обучающего комплекса «Экология», обработка результатов исследования, корректировка содержания исследования, обобщение результатов внедрения.
Научная новизна исследования состоит в том, что:
1. Разработана модель экологической подготовки студентов технических вузов на основе информационных образовательных технологий, базирующаяся на компетентностном и экоцентрическом подходах и решающая задачи обновления содержания экологической подготовки, формирования профессиональных компетенций с позиций экоцентризма, реализации информационных образовательных технологий в экологической подготовке с учетом принципов экоцентризма, интеграции, модульности, вариативности, интерактивности, индивидуализации, интенсификации учебного процесса, целесообразности применения средств информационных образовательных технологий, стимулирования и мотивации.
2. Разработан двухуровневый электронно-обучающий комплекс по экологии (включающий в себя содержание учебной дисциплины «Экология», соответствующее государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования, контрольно-измерительный пакет в виде тестов на самопроверку и контрольных итоговых тестов, глоссарий по экологии на 11 000 терминов, нормативно-правовую базу, практикум по экологии в виде сборника задач) в соответствии с требованиями педагогического дизайна, который может быть использован в экологической подготовке студентов технических вузов для всех направлений (базовый уровень), а также в процессе экологической подготовки студентов направления «Техносферная безопасность» (углубленный уровень).
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что:
- определены возможности применения информационных образовательных технологий в экологической подготовке студентов технических вузов, заключающиеся в моделировании экологических последствий своей профессиональной деятельности;
- разработана модель экологической подготовки студентов технических вузов на основе информационных образовательных технологий, учитывающая современные требования, предъявляемые к будущим инженерам с позиций формирования профессиональных компетенций и обеспечивающая основу для подготовки специалистов направления «Техносферная безопасность» и других технических направлений.
Практическая значимость исследования заключается в том, что разработан электронно-обучающий комплекс по экологии, который благодаря двухуровневой структуре может быть использован преподавателями при совершенствовании структуры и содержания экологической подготовки студентов технических вузов для всех направлений (базовый уровень), а также в процессе экологической подготовки студентов направления «Техносферная безопасность», для которых «Экология» является дисциплиной профессионального цикла (углубленный уровень), способствующий формированию профессиональных компетенций студентов с позиций экоцентризма.
На защиту выносятся:
- модель экологической подготовки студентов технических вузов на основе информационных образовательных, решающая задачи обновления содержания экологической подготовки, формирования профессиональных компетенций с позиций экоцентризма, реализации информационных образовательных технологий в экологической подготовке;
- двухуровневый электронно-обучающий комплекс «Экология», позволяющий осуществлять подготовку высококвалифицированных инженеров на основе информационных образовательных технологий.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечиваются изучением, глубоким анализом большого числа научной литературы и опорой на фундаментальные педагогические работы по исследуемой проблеме; применением комплекса теоретических и эмпирических методов исследования, адекватных проблеме исследования, его целям, задачам, гипотезе; научной апробацией исследования, ход и результаты которого обсуждались на всероссийских и международных конференциях и отражены в публикациях; личным опытом работы автора в высшем учебном заведении в должности старшего преподавателя.
Апробация и внедрение результатов исследования.
Результаты диссертационного исследования внедрены в Казанском государственном техническом университете им. А.Н. Туполева, а также в отчетах лаборатории естественно-математической и общепрофессиональной подготовки ИПППО РАО за 2007-2009 годы. Основные положения и результаты исследования докладывались и обсуждались на международных и всероссийских научных конференциях и семинарах: Международной научно-практической конференции «ИТО-Поволжье» (г. Казань, 2007 г.), межрегиональной научно-практической конференции «Состояние и проблемы профессионального образования: региональный аспект» (г. Зеленодольск, 2008 г.), Международной научно-практической конференции «Компетентностный подход к профессионально-культурному становлению специалиста» (г. Казань, 2008 г.), Всероссийской научно-практической конференции «Развитие многоуровневой системы подготовки специалистов в области машиностроения» (г. Казань, 2009 г.), II международном экологическом конгрессе ELPIT «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов» (г. Тольятти, 2009 г.), Международной научно-практической конференции «Современные проблемы безопасности жизнедеятельности: опыт, проблемы, поиски решения» (г. Казань, 2010 г.).
Структура диссертации.
Работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованной литературы (136 источников), 6 приложений, 14 рисунков, 8 таблиц.
