Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Теория и практика использования новых информационных технологий в системе профессиональной подготовки космонавтов 16
1.1 Специфика профессиональной деятельности космонавта 16
1.2 Дидактические особенности использования новых информационных технологий в системе подготовки космонавтов 36
1.3 Обоснование психолого-педагогических условий совершенствования системы подготовки космонавтов 58
Выводы по 1 главе 85
Глава II. Содержание, формы, и методы совершенствования профессиональной подготовки космонавтов на основе использования новых информационных технологий 88
2.1 Стенд виртуальной реальности как средство обучения 88
2.2 Дистанционное обучение как возможность расширения образовательного пространства 109
2.3 Информационно-коммуникационные технологии как фактор формирования ИКТ-компетентности космонавтов 130
Выводы по 2 главе 164
Заключение 167
Список литературы 169
Приложения 191
- Специфика профессиональной деятельности космонавта
- Обоснование психолого-педагогических условий совершенствования системы подготовки космонавтов
- Стенд виртуальной реальности как средство обучения
- Информационно-коммуникационные технологии как фактор формирования ИКТ-компетентности космонавтов
Введение к работе
Актуальность исследования. Одним из путей повышения качества профессиональной подготовки специалистов выступает информатизация образования, под которой понимается, в широком смысле, - комплекс социально-педагогических преобразований, связанных с насыщением образовательных систем информационной продукцией, средствами и технологией, а в узком - внедрение в учреждениях системы образования информационных средств, основанных на микропроцессорной технике, а также на информационной продукции и педагогических технологиях, базирующихся на этих средствах. Информатизация образования, обеспечивая интеграционные тенденции познания закономерностей развития предметных областей и окружающей среды, актуализирует разработку современных теорий обучения, основанных на эффективном использовании потенциала информационных технологий для обучения.
За годы освоения космического пространства с помощью пилотируемых космических аппаратов в России сложилась собственная уникальная система подготовки космонавтов, которая существенно отличается от своих зарубежных аналогов. Отечественная система подготовки космонавтов на протяжении этих лет сумела адаптироваться к изменениям в системе «человек-машина», обусловленным расширением и усложнением космических программ, техническими новшествами пилотируемых космических аппаратов, перераспределением функций между членами экипажа. Достигнуть такой адаптивности систем подготовки космонавтов удалось благодаря усовершенствованию организационных, методических и технических элементов системы подготовки космонавтов.
Международное сотрудничество в освоении космического пространства позволило создать Международную космическую станцию, вывести ее на орбиту и приступить к совместной ее эксплуатации. Обеспечение функционирования на орбите долговременных пилотируемых орбитальных комплексов привело к значительному увеличению объема знаний, которыми должны овладеть космонавты и астронавты в ходе подготовки к полету. Обеспечение качественной подготовки космонавтов и астронавтов в таких условиях требует от преподавателей совершенствования как самого процесса подготовки (за счет усложнения учебного материала и использования новых форм и приемов подачи информации), так и модернизации технических средств обучения (за счет использования новых информационно-коммуникационных технологий).
Одним из направлений работы космонавтов на пилотируемом космическом аппарате является эксплуатация бортовых систем. Профессионально грамотная эксплуатация этих систем обеспечивает выполнение программы полета и безопасность экипажа.
Применение для управления бортовыми системами вычислительной техники требует передачи на борт больших объемов информации и использования различных мониторинговых и управленческих средств. Данный
фактор в значительной мере усложняет работу экипажа при эксплуатации бортовых систем, и, следовательно, повышаются требования к уровню подготовки космонавтов к управлению этими системами. Вместе с тем, сроки подготовки к космическому полету имеют ограниченные временные пределы, поэтому требуется изучение большого объема материала и приобретение навыков контроля и управления бортовыми системами в ограниченные сроки.
Создание и развертывание Международной космической станции потребовало применения на ее борту более мощных вычислительных систем с разветвленной структурой и многоуровневой иерархией. Кроме того, международные экипажи должны эксплуатировать бортовые системы партнеров. Это привело к значительному увеличению объема информации о работе бортовых систем. Тем самым, процесс подготовки космонавтов к полетам усложняется, при этом уменьшается ее длительность, что требует более энергоемких методик обучения.
Постоянное усложнение космической техники, увеличение продолжительности пилотируемых космических полетов, расширение круга и содержания решаемых задач актуализируют проблему повышения уровня профессиональной подготовки космонавтов к выполнению программ полетов. Возрастают требования к объему и качеству знаний, навыков и умений, необходимых для успешного выполнения полетов.
Все выше сказанное подтверждает своевременность и актуальность проведения исследований по разработке новых информационных технологий и их использованию в процессе подготовки космонавтов, по определению возможностей создания компьютерных курсов повышения квалификации космонавтов для развития их информационно-коммуникационно-технологической компетентности по бортовым системам пилотируемых космических аппаратов и определению перспектив их применения.
Это определило общую проблему исследования, которая заключается в теоретическом осмыслении и выявлении психолого-педагогических условий подготовки космонавтов к выполнению профессиональной деятельности на основе использования новых информационных технологий.
В современной психолого-педагогической литературе имеется немало исследований, посвященных профессиональной подготовке специалистов различного профиля (СИ. Архангельский, Ю.К. Бабанский, А.В.Барабанщиков, Е.П. Белозерцев, В.П. Беспалько, А.А. Вербицкий, С.Л.Выготский, ПЯ.Гальперин, Т.А. Ильина, М.В. Кларин, Н.В. Кузьмина, Ю.И. Кулюткин, Е.А.Леванова, М.М.Левина, И.Я.Лернер, Й.Лингарт, Б.Т.Лихачев, З.А.Решетова, В.А. Сластенин, Л.Ф. Спирин, Н.Ф. Талызина, П.И.Пидкасистый и др.).
Существует ряд теоретических положений и концепций, которые составляют фундамент теории обучения творческой деятельности. К ним следует отнести учение о структуре деятельности (А.В. Брушлинский, В.В.Давыдов, Л.В. Занков, Б.Ф. Ломов, Н.А. Менчинская, С.Л. Рубинштейн, Д.Б. Эльконин и др.), изучение психологии творческого и оперативного мышления в профессиональной деятельности (Д.Н. Завалишина,
Я.А.Пономарев, В.Н. Пушкин, O.K. Тихомиров и др.). Пути и средства развития творческого потенциала обучаемых обоснованы в работах А.М.Дорошкевича, В.Д. Путилина, А.Ф. Эсаулова и др. Системный подход как направление методологии научного познания и социальной практики отражены в работах И.В. Блауберга, Б.Ф. Ломова, A.M. Новикова, Э.Г.Юдина и других.
Значимыми для нашего исследования явились работы, посвященные раскрытию понятия компетенций и компетентностного подхода в современном образовании (В.И. Байденко, Э.Ф. Зеер, И.А. Зимняя, А.Г.Каспржак, А.М.Новиков, Дж. Равен, Б.И. Хасан, А.В. Хуторской, П.Г.Щедровицкий). Понятие «ключевые компетентности» исследованы В.В.Башевым, Ю.В. Сенько и др.
Профессиональным компетентностям и компетенциям посвящены работы В.А. Адольфа, В.Н. Введенского, СБ. Серяковой, Г.С. Смирновой и др. Общая феноменология профессионально-педагогической компетентности и ее частных видов нашла отражение в работах Е.В. Бондаревской, Н.В.Кузьминой, А.К.Марковой.
Проблемы информатизации образования разрабатывались в научных исследованиях А.П. Ершова, Н.Н. Моисеева, Е.С. Полат, А.И. Ракитова, И.В.Роберт, А В. Соколова, А.Д. Урсула.
Между тем диссертационных работ, рассматривающих подготовку космонавтов как педагогическую проблему, недостаточно (А.В.Зорин, М.В.Щербаков, К.С.Воробьев), и они посвящены подготовке космонавтов к отдельным видам их профессиональной деятельности.
В результате изучения литературы и практики подготовки космонавтов мы пришли к выводу, что объективно существуют противоречия:
между необходимостью использования информационных технологий в системе подготовки космонавтов и их неудовлетворительной реализацией в практической деятельности;
между мотивационными потребностями космонавтов к использованию информационно-коммуникационных технологий и недостаточным уровнем компетентности их владения;
между использованием традиционных методов и технологий, оправдавших себя в процессе подготовки космонавтов и необходимостью внедрения новых информационных технологий, позволяющих сделать прорыв и перейти на новый качественный уровень готовности космонавтов к полетам.
Таким образом, необходимость решения проблемы профессиональной подготовки космонавтов (астронавтов) с использованием новых информационных технологий определило выбор темы исследования: «Новые информационные технологии в системе профессиональной подготовки космонавтов», проблема которого: каковы психолого-педагогические условия внедрения новых информационно-коммуникационных технологий в систему профессиональной подготовки космонавтов.
Цель исследования: выявление психолого-педагогических условий профессиональной подготовки космонавтов с использованием новых информационных технологий.
Объект исследования: система профессиональной подготовки космонавтов.
Предмет исследования: процесс подготовки космонавтов с использованием новых информационных технологий.
Гипотеза исследования основана на предположении о том, что использование новых информационных технологий позволит качественно улучшить систему подготовки космонавтов при реализации следующих психолого-педагогических условий:
- если будет обеспечена пролонгация учебного процесса подготовки
космонавтов на основе автоматизации процессов информационно-
методического обеспечения их деятельности;
если будет обеспечена вариативность и гибкость обучающих программ по использованию средств информационно-коммуникационных технологий для отбора профессионально значимых ресурсов информационно-коммуникационных технологий (стенд виртуальной реальности, дистанционное обучение, информатизация обучения);
если у космонавтов будет сформирована мотивация на саморазвитие информационно-коммуникационной компетентности;
- если в содержание подготовки космонавтов будет включен
образовательный модуль по освоению информационных технологий, основ
компьютерной дидактики, методов организации профессиональной
деятельности, способов организации и функционирования информационно-
образовательной среды;
если в учебном процессе подготовки космонавтов будут использоваться активные методы и инновационные технологии обучения, обеспечивающие безотлагательное применение полученных знаний и умений в профессиональной деятельности, а также способствующих развитию их личностных качеств, необходимых в нестандартных ситуациях полета;
если будет обеспечено формирование собственной позиции и стиля в реализации космонавтом профессиональной деятельности в информационной среде.
В соответствии с целью, объектом, предметом и гипотезой поставлены следующие задачи исследования:
1) Исследовать процесс подготовки космонавтов с использованием
информационных технологий как педагогическую проблему;
2) Охарактеризовать особенности профессиональной подготовки
космонавтов, способствующие развитию и саморазвитию их информационно-
коммуникационной компетентности;
3) Обосновать содержание, формы и методы совершенствования
профессиональной подготовки космонавтов на основе использования новых
информационных технологий;
4) Выявить и обосновать психолого-педагогические условия внедрения
новых информационно- коммуникационных технологий как фактора
профессиональной компетентности космонавтов.
Методологической основой исследования являются системно-целостный, субъектный, компетентностный и деятельностный подходы; философские положения о противоречиях как движущей силе развития, научные положения о взаимосвязи теории и практики.
Методы исследования:
анализ философской, педагогической и специальной литературы по проблеме исследования, а также учебно-методической и программной документации;
изучение и обобщение педагогического опыта в практике подготовки космонавтов;
- опрос, анкетирование, беседы с преподавателями, инструкторами,
космонавтами;
изучение отчетов космонавтов, совершивших один и более космических полетов;
личный опыт педагогической деятельности.
Теоретическая основа исследования базируется на фундаментальных работах в области: философии образования, взаимосвязи образования, культуры и социума (К.А. Абульханова, Е.В. Бондаревская, Л.П. Буева, Б.С.Гершунский, И.А. Колесникова, В.Д. Шадриков, Г.П. Щедровицкий и др.); философии и методологии системного подхода в образовании (Н.Т.Абрамова, В.П. Зинченко, Л.Я. Зорина, Е.Б. Моргунов, Ю.П.Сокольников, Э.И.Сокольникова и др.); теории развития личности (Б.Г.Ананьев, О.А.Ахвердова, И.В. Боев, Л.И. Божович, Н.Н. Волосков, Л.С.Выготский, А.Н.Леонтьев, С.Л. Рубинштейн, Д.Б. Эльконин и др.); теории социализации личности (Е.В. Андриенко.Е.А. Ануфриев, И.В.Бестужев-Лада, А.А. Бодалев, Б.З. Вульфов, В.Н. Гуров, И.С. Кон, А.В.Мудрик, В.А. Шаповалов и др.); концепции личностного ориентированного образования (А.Г. Асмолов, Н.В.Бордовская, А.П.Валицкая, Е.А. Леванова, А.В. Петровский, В.В. Сериков, В.А.Сластенин, Е.Н. Шиянов, И.С. Якиманская и др.); теории компетентностного подхода (В.И. Байденко, Г.В. Безюлёва, В.И. Блинов, А.Т.Глазунов, И.С. Зимняя, А.Н. Лейбович, СБ. Серякова, А.В. Хуторской, О.Б.Читаева, О.Ф. Шихова и др.); теории многоуровневого непрерыиого образования (СП. Андреев, Р.Т. Гареев, М.М. Зиновкина, П.Н. Новиков), теории информатизации образования (А.П. Ершова, Н.Н. Моисеева, Е.СПолат, А.И. Ракитова, И.В. Роберт, А В. Соколова, А.Д. Урсула).
Экспериментальная база исследования. Научно-исследовательский испытательный центр подготовки космонавтов Звездного городка. В качестве испытуемых в исследовании принимали участие 34 космонавта, проходившие подготовку к выполнению космических полетов в период 2002-2008 г.г.
Этапы исследования.
Исследование проводилось в три взаимосвязанных этапа с 2002 по 2009 г.г.:
На первом поисково-теоретическом этапе (2002-2005 г.г.) осуществлялся подбор, изучение и анализ психолого-педагогической, философской, научной и специальной литературы по проблеме исследования, была определена тема
исследования, научный аппарат. Изучался передовой опыт преподавателей-инструкторов, психологов и других специалистов, участвующих в подготовке космонавтов к выполнению космических полетов, разрабатывалась гипотеза исследования, составлялась программа исследования и опытно-экспериментальной работы.
На втором опытно-экспериментальном этапе (2005-2007 г.г.) -обобщался теоретический материал, осуществлялось теоретическое обоснование идеи обучения космонавтов использованию новых информационных технологий с учетом их потребностей и затруднений в профессиональной деятельности. Был разработан и апробирован специальный учебный курс. На основе анализа результатов экспериментальной работы корректировалось содержание формирующего эксперимента.
На третьем заключительно-обобщающем этапе (2007-2009г.г.) осуществлялась обработка эмпирических данных, обобщались и систематизировались результаты исследования, уточнялись теоретические и экспериментальные выводы, оформлялся текст диссертации.
Научная новизна исследования. Проведенное исследование позволило:
определить сущность и содержание новых информационных технологий в системе подготовки космонавтов;
разработать методику их применения, включая специальный компьютерный курс обучения космонавтов по освоению современных информационно-коммуникационных технологий;
определить перспективы дальнейшего развития информационно-методического обеспечения системы подготовки космонавтов;
обосновать совокупность организационно-педагогических условий развития информационно-коммуникационной компетентности космонавтов в процессе их профессиональной деятельности (организация пролонгированного учебного процесса подготовки космонавтов на основе информатизации образования; обеспечение вариативности и гибкости обучающих программ с использованием новых информационно-коммуникационных технологий; включение в содержание подготовки космонавтов таких активных обучающих методов, как стенд виртуальной реальности, дистанционное обучение, позволяющих безотлагательно применять полученные знания и умения в профессиональной деятельности и способствующих развитию личностных качеств космонавтов, необходимых в нестандартных ситуациях полета).
Теоретическая значимость результатов исследования заключается в том, что они вносят вклад в теорию подготовки космонавтов и обогащают складывающуюся теорию компетентностного подхода в образовании, дополняя ее вариантом модели развития информационной компетентности космонавта. Результаты исследования могут служить теоретической базой для дальнейшей разработки проблем формирования ключевых компетенций в системе подготовки космонавтов. Исследование вносит определенный вклад в развитие теории и практики профессионального образования.
Практическая значимость исследования. Полученные в исследовании результаты уже используются преподавательско-инструкторским составом как основа учебно-методического обеспечения учебного процесса подготовки космонавтов. Включение в содержание подготовки космонавтов комплекса следующих инновационных информационно-коммуникационных технологий: обучающая модель виртуальной реальности космических аппаратов пилотируемой станции как средство формирования готовности космонавтов к профессиональной деятельности; дистанционное обучение как возможность расширения образовательного пространства; информационные технологии подготовки космонавтов как комплекс аппаратных и программных средств, обеспечивают космонавтам высокий уровень получаемых профессиональных знаний, умений и навыков.
Реализация результатов работы. Основные результаты диссертации использованы в процессе подготовки космонавтов, реализованы в методиках организации и проведения комплексной подготовки экипажей Международной космической станции (МКС) на тренажерах и стендах, а так же в программах подготовки экипажей МКС на комплексных тренажерах и стендах, что подтверждено опытным путем подготовки более чем 30 членов экипажей основных экспедиций и экспедиций посещения Международной космической станции, эффективность работы которых подтверждена положительными результатами космических полетов.
Достоверность научных результатов обеспечивается
непротиворечивостью методологических оснований и исходных теоретических положений, опорой основных положений и научных выводов на современные достижения педагогики и психологии, целостным подходом к исследованию проблемы, адекватностью методов исследования его цели и задачам, практическим подтверждением основных теоретических положений результатами экспериментальной работы.
На защиту выносятся следующие положения:
-
Методологической основой профессиональной подготовки космонавтов к использованию новых информационных технологий в учебном процессе являются компетентностный, деятельностный, субъектный и системно-целостный подходы, и обеспечивается реализацией следующих принципов: саморазвития, вариативности, активности и самостоятельности, креативности мышления, что обеспечивает формирование у космонавтов устойчивой мотивации к профессиональной деятельности.
-
Система тестирующих и диагностических процедур (выявление базового информационного образования, владение различными аспектами информационно-коммуникационной компетентности, показатели затруднений в профессиональной деятельности и др.) обеспечивает педагогически обоснованное программное содержание специального учебного курса для космонавтов по освоению новых информационных технологий, непрерывное наблюдение за динамикой развития их информационно-коммуникационной компетентности, своевременную корректировку структуры и содержания процесса повышения квалификации космонавтов.
-
Совокупность организационно-педагогических условий, обеспечивающих результативность подготовки космонавтов с использованием новых информационных технологий включает: вариативность содержания и дифференциацию форм обучения космонавтов на основе автоматизации информационно-методического сопровождения их профессиональной деятельности; максимальную информатизацию учебного процесса с целью формирования умений самостоятельно приобретать знания, осуществлять информационно-аналитическую и исследовательскую деятельность; внедрение обучающих программ по использованию средств информационно-коммуникационных технологий для отбора профессионально значимых ресурсов информационно-коммуникационных технологий (стенд виртуальной реальности, дистанционное обучение); использование в учебном процессе активных методов и информационных технологий для космонавтов, компетентных в своей профессиональной сфере, но испытывающих дефицит информационно-коммуникационной компетентности.
-
Организация непрерывного, поэтапного пролонгированного процесса повышения квалификации (специальный учебный курс) космонавтов по профессиональной образовательной программе по усвоению новых информационных технологий предполагает использование как традиционных методов (лекция с применением элементов мозговой атаки; лекция-дискуссия; проблемная лекция; лекция с разбором конкретных ситуаций; лекция вдвоем; семинары; работа с книгой; дискуссия; игра; консультирование), так и инновационных; (работа в Интернете, метод групповой творческой деятельности и учебного исследования на компьютере, защита (презентация) проектов); психолого-педагогический тренинг. Используемые средства: специализированные учебники с мультимедийными сопровождениями, электронные учебно-методические комплексы, включающие в себя электронные пособия; тренинговые компьютерные программы, компьютерные лабораторные практикумы, контрольно-тестирующие комплексы, учебные видеофильмы, аудиозаписи и др. материалы.
Апробация и внедрение результатов исследования. Материалы исследования докладывались и обсуждались на XXXII, XXXIII научных чтениях, посвященных разработке творческого наследия К.Э.Циолковского (Калуга, 2005, 2006 г.г.), на 5-й и 6-й Международной научно-практической конференции "Пилотируемые полеты в космос" (Звездный городок, 2003 г., 2005 г.); на Международной научно-практической конференции "Инновационные проекты в воспитании детей и молодежи" (Москва, 2007 г.); на первой конференции МАА-РАКЦ «Космос для человечества» (г. Королев, 2008 г.).
Внедрение результатов осуществлялось в Центре подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина в процессе проведения теоретических и практических занятий по бортовым системам пилотируемых космических кораблей и станций.
Основные положения отражены в семи публикациях, в том числе в журнале, включенном в число изданий, предусмотренных реестром ВАК РФ.
Структура диссертации. Реализация целевых установок диссертации и ее внутренняя логика определили структуру работы. Она состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений.
Специфика профессиональной деятельности космонавта
Проблема взаимодействия человека с техникой является одной из основных проблем современной науки и практики. Это связано с наличием некоторых характерных особенностей, отражающих связь человека и техники: во-первых, увеличивается количество объектов (процессов, параметров), которые человек должен контролировать, при этом нередко одновременно; во-вторых, расширился диапазон скоростей управляемых процессов; в-третьих, человеку, управляющему техникой, приходится работать в самых разнообразных условиях (измененное давление, температура, воздействие шума, вибраций, перегрузок и т.п.); в-четвертых, человеку, работающему с техникой, часто не представляется возможным наблюдать управляемые процессы непосредственно, а приходится воспринимать их опосредованно - путем использования информации с помощью различных приборов посредством ее декодирования. Наличие этих особенностей в развитии взаимодействия человека с техникой усложняет функции человека-оператора.
Начавшееся более 40 лет назад освоение космического пространства вызвало появление новой профессии - космонавт.
Космонавт - человек, испытывающий и эксплуатирующий космическую технику в космическом полете [199].
Профессиональная деятельность космонавтов вне Земли представляет собой одну из новых разновидностей трудовой деятельности человека со специфическими способами действия, трудовыми операциями и навыками.
Космонавт - это испытатель и исследователь-экспериментатор широкого профиля, так как он выполняет работу в интересах многих отраслей науки, техники и народного хозяйства. Совершенствование космической техники и возрастание продолжительности полетов закономерно увеличивают задачи, предусмотренные для решения в космосе, и делают каждый полет испытательным, в связи, с чем выдаваемые космонавтами сведения и заключения используются для развития пилотируемой космонавтики.
В последние годы на космонавтов стал возлагаться значительный объем ремонтной и производственной деятельности, связанной с решением научно-исследовательских и испытательных задач для нужд науки, техники и народного хозяйства. Причем, приоритет этих видов деятельности непрерывно возрастает, так как все новые отрасли науки и техники "выходят" в космос с комплексами аппаратуры и оборудования, управление, обслуживание и ремонт которых возлагается на космонавтов.
Профессия, как и люди, имеет свое лицо, свой характер. Внешне кажется, что космонавт находится на вершине пирамиды профессии, но на самом деле он реализует труд огромного количества людей. Ему только доверено довести до цели творение ума и рук коллективов людей. В то же время, профессия космонавт относится к числу опасных и требует максимальной самоотдачи, высочайшей ответственности. Космонавт является ключевой фигурой в пилотируемой космонавтике. Его деятельность в полете многогранна: он как универсальный оператор сложной системы «человек - космический корабль», функционирующей в необычных условиях космического полета, выполняет функции пилота, испытателя, исследователя.
В этих условиях первостепенное значение приобретает профессионально-техническая подготовка операторов систем «человек-машина», в деятельности которых ведущее положение занимают умственные действия оператора с абстрактной предметной средой (информационные модели), его психическое напряжение и увеличение сферы соприкосновения с агрессивной средой обитания. Отставание методологических и научно-методических основ профессионального обучения и подготовки специалистов к эксплуатации и управлению новой техникой в более жестких условиях жизнедеятельности (дефицит времени, быстродействие производственного цикла в условиях нестандартных ситуаций) приводит к тому, что на производстве и на транспорте около 70% аварий и несчастных случаев происходит по причине ненадежных действий человека.
Типичной деятельностью в экстремальных условиях является деятельность космонавта, так как космический полет протекает в необычной и непривычной для человека среде. В процессе его выполнения на экипаж пилотируемого космического аппарата (ПКА) воздействуют многочисленные неблагоприятные факторы, представляющие опасность. Они являются следствием:
- воздействия космической среды (радиации, микрометеоритов, космических объектов искусственного происхождения, температуры, вакуума);
- влияния динамики полета (шумов, вибраций, перегрузок, невесо мости, десинхронизации биоритма);
- замкнутости, изолированности среды ограниченного объема (ограниченности запасов средств обеспечения жизнедеятельности, возможности появления и образования токсических веществ);
- функционирования бортовых систем пилотируемого космического аппарата (высокого напряжения в электрических цепях);
- пребывания космонавтов на пилотируемом космическом аппарате (заболеваний, психологической несовместимости членов экипажа, эмоционального стресса и др.);
- неблагоприятного влияния внешней среды на месте посадки (например, воды при приводнении и др.).
Постоянное усложнение космической техники, увеличение продолжительности пилотируемых космических полетов, расширение круга и содержания решаемых задач актуализируют проблему повышения уровня профессиональной подготовки космонавтов к выполнению программ полетов. Возрастают требования к объему и качеству знаний, навыков и умений, необходимых для успешного выполнения полетов.
Профессиональная деятельность космических операторов разнообразна. Такой вид работ, как техническое обслуживание и ремонт космических аппаратов международной космической станции (МКС) -очень важная сфера их профессиональной деятельности. Достаточно отметить, что ни один полет не обходится без ремонта экипажем устройств и агрегатов разнообразных служебных бортовых систем и персональной электронно-вычислительной техники, имеющейся на борту пилотируемого орбитального комплекса.
Личность космического оператора, способного принимать оптимальные решения в процессе деятельности, может быть сформирована при соблюдении ряда условий организации его профессиональной подготовки в плане содержательно-целевом, организационно-процессуальном и операционально-технологическом.
Содержательно-целевой аспект означает направленность процесса подготовки на непрерывное социально-нравственное, общекультурное и профессиональное развитие космического оператора, а также на отражение в целях и содержании образования опыта социальной деятельности, накопленного за весь период пилотируемой космонавтики, во взаимосвязи его четырех элементов: знаний, умений, опыта творческой деятельности и мотивационно-ценностных отношений к пилотируемой космонавтике, а также окружающему миру в целом.
Организационно-процессуальный аспект подразумевает обеспечение с учетом цели образования, диалектического единства процессов конструирования- преподавателем содержания и средств; активного взаимодействия инструктора и космического оператора; самообразования и самовоспитания последнего. Обеспечение операционально-технологического аспекта при реализации содержания образования способствует достижению в каждом учебном акте воздействия на все компоненты личности космического оператора; формированию умений мыслить масштабно, принимать профессиональные решения; формированию опыта активного использования современных информационно-коммуникационных технологий:
Высокий уровень факторов риска, ломка суточных ритмов, социальная изоляция и, наконец, действие мощного, не имеющего аналогов на Земле фактора невесомости - все это делает работу космонавта тяжелой, сложной, почти неповторимой в иных условиях. В этих условиях, уровень профессиональной подготовки оператора-космонавта играет решающую роль при выполнении программы космического полета.
Обоснование психолого-педагогических условий совершенствования системы подготовки космонавтов
Одним из путей повышения качества профессиональной подготовки специалистов выступает информатизация образования, под которой понимается, в широком смысле, - комплекс социально-педагогических преобразований, связанных с насыщением образовательных систем информационной продукцией, средствами и технологией, а в узком — внедрение в учреждениях системы образования информационных средств, основанных на микропроцессорной технике, а также на информационной продукции и педагогических технологиях, базирующихся на этих средствах. Информатизация образования, обеспечивая интеграционные тенденции познания закономерностей развития предметных областей и окружающей среды, актуализирует разработку современных теорий обучения, основанных на эффективном использовании потенциала информационных технологий для обучения.
Формирование информационно-коммуникационной компетентности у космонавтов связано с внедрением в систему их подготовки компьютерных обучающих средств, основанных на микропроцессорной технике, а также информационной продукции и педагогических технологиях, базирующихся на этих средствах.
Компьютерные обучающие средства позволяют повысить качество и сократить сроки подготовки космонавтов за счет индивидуализации обучения, возможности управления их деятельностью по гибким методикам, адаптированным к характерным особенностям конкретной предметной области.
Под компьютерными обучающими средствами подготовки космонавтов мы понимаем систему формирования, закрепления и контроля знаний:
компьютерных обучающих систем;
компьютерных тренажеров;
электронных библиотек;
игровых программ;
автоматизированных систем контроля.
Компьютерные обучающие системы представляют собой совокупность аппаратно-программных средств, предназначенных для формирования у обучаемого общетеоретических и специальных знаний и обеспечивающих управление процессом обучения по заданному алгоритму. Необходимыми и достаточными условиями эффективности компьютерных обучающих систем является их информационное обеспечение - комплекс различной информации и массивов данных по всем направлениям подготовки космонавтов.
В основе компьютерных обучающих систем лежат компьютерные учебные курсы — это набор систематизированных сведений по конструкции и компоновке бортовых систем, сопровождаемый фотографиями (схемами, рисунками, видеофрагментами), представляемыми обучаемому в определенной последовательности. Применение при разработке компьютерных учебных курсов мультимедийных технологий позволяет обеспечить представление обучаемому практически всех видов информации.
При разработке и использовании компьютерных курсов (КК) в качестве основного аппаратного средства выступает персональный компьютер. Кроме этого, к аппаратным средствам следует отнести акустическую систему и мультимедийный проектор, теле и видео оборудование.
Для выяснения возможности применения компьютерных курсов в процессе подготовки космонавтов было проведено анкетирование, в котором приняло участие 18 космонавтов и 34 преподавателя-инструктора по бортовым системам. Анализ анкетирования показал, что в настоящее время:
у 79% космонавтов имеются личные персональные компьютеры, из которых у 41% в пользовании есть ноутбук;
у 81% инструкторов имеются личные персональные компьютеры, из которых у 19% в пользовании есть ноутбук;
на рабочем месте космонавты и преподаватели-инструкторы обеспечены ПК на 100 %, однако не у каждого космонавта и преподавателя-инструктора есть индивидуальный персональный компьютер, только 60% космонавтов и 52% инструкторов имеют индивидуальные персональные компьютеры, у остальных приходится 1 персональный компьютер на 2-3 человека;
24 % космонавтов уже пользовались какими-либо компьютерными курсами;
100 % космонавтов- считает целесообразным использование компьютерных курсов в процессе подготовки и. видит их эффективное применение при самостоятельной подготовке к занятиям или повторении пройденного материала;
100% преподавателей-инструкторов считают целесообразным использование компьютерных курсов в процессе подготовки, но не только для самоподготовки и повторения пройденного материала, а также для проведения занятий.
Таким образом, было установлено, что эффективное применение программных средств поднимает на более высокий и качественный уровень систему подготовки космонавтов в целом. Однако, информационно-коммуникационной компетентности не уделяется должного внимания ни космонавтами, ни преподавателями. Тем самым, детерминируется методика учебного процесса: преподаватель-инструктор «ведет космонавта», активно и постоянно вмешивается в его работу, побуждает, добивается, исправляет, предлагает, советует, занимая доминирующее место. Наше исследование показало, что преподаватель, работающий с космонавтами, в первую очередь, является методистом, высокопрофессиональным в своей предметной области и владеющим новыми информационными технологиями. Преподаватель, выполняя задачу разработки компьютерного курса или переложения курса на компьютерную технологию обучения (создания компьютерных курсов или так называемого электронного компьютерного учебника) должен знать какими средствами компьютерной поддержки достигается тот или иной дидактический прием. Кроме этого, он должен быть информирован о тех технических средствах и программном обеспечении, которые будут ему доступны как при создании КК, так и при сопровождении учебного процесса.
Применение информационных технологий в обучении, в конечном счете, заключается в разработке и использовании ПО учебного назначения. Особенность этого вида программного продукта состоит в том, что он должен аккумулировать в себе, наряду с компьютерной программой как таковой, дидактический и методический опыт преподавателя-предметника, актуальность и правильность информационного наполнения по определенной учебной дисциплине, а также удовлетворять требованиям к уровню подготовки обучаемых и реализовывать, в то же время, возможность его применения как для самостоятельной работы обучаемого, так и в учебном процессе.
Компьютерные обучающие курсы, как показала практика исследования, должны удовлетворять достаточно широкому спектру целей и их комбинаций. Так, они- могут быть нацелены на формирование у обучаемого некоторой системы знаний, обеспечивая тем самым большие возможности по информационно справочным функциям. При этом могут полностью отсутствовать или в незначительном объеме присутствовать возможности по формированию умений и навыков. Может существовать и противоположное соотношение возможностей. В первом случае, компьютерные обучающие курсы реализуют функцию формирования знаний (расширения кругозора), во втором - навыков и умений. Для достижения любой комбинации выбранных целей необходимы значительные; согласованные усилия, как специалистов-предметников, так и специалистов по информационным технологиям.
Стенд виртуальной реальности как средство обучения
Рассмотренные нами в первой главе (.1.3) психолого-педагогические условия, во-первых, позволяют осуществить у космонавтов способность к организации и управлению профессиональной деятельности, а отсюда и развитию информационно-коммуникационной компетентности; во-вторых, используемые как традиционные, так и активные (инновационные) методы обучения (работа в Интернете, метод групповой творческой деятельности и учебного исследования на компьютере, защита — презентация проектов) в процессе подготовки космонавтов дают им возможность для безотлагательного применения полученных знаний и умений в практической профессиональной деятельности (на стенде виртуальной реальности, дистанционном обучении и общении); в-третьих, обеспечивают возрастание творческой инициативы космонавтов и готовности к более качественному освоению современного информационного пространства.
Опытно-экпериментальная работа проводилась автором как преподавателем-инструктором космонавтов в течение шести лет (2003-2009г.г.). Работа осуществлялась на базе НИИ Центра подготовки космонавтов. В проведении эксперимента приняли участие 34 космонавта и 37 преподавателей-инструкторов.
Проведению эксперимента предшествовало составление рабочей программы, логика которой заключалась в следующем: выявить исходный уровень освоения новых информационных технологий в системе подготовки космонавтов, реализовать опытно-экспериментальную программу и диагностировать изменения, которые произошли в результате внедрения этой программы. Результаты опытно-экспериментальной работы (в рамках разработанной программы) отслеживались как по традиционным критериям, так и по выработанным в ходе исследования индикаторам качества подготовки космонавтов.
Наше исследование осуществлялось как на уровне общего совершенствования- всего комплекса подготовки космонавтов, так и на уровне индивидуальной консультативной работы с ними. Экспериментальная часть исследования была разделена на три этапа: констатирующий, формирующий и контрольный. Эксперимент проходил в естественных условиях, не нарушая хода учебного процесса. Освоение новых информационных технологий в системе подготовки космонавтов и формирование у них ИКТ-компетентности происходило в условиях многофункционального и многоуровневого образования. Причем, в той или иной мере эта деятельность затрагивала всех участников учебного процесса. Поэтому выделить контрольные группы представлялось нецелесообразным. С учетом этого обстоятельства мы применили схему эксперимента, при-которой определялась динамика использования новых информационных технологий, и ИКТ-компетентности каждого космонавта на основе сравнения результатов на всех этапах эксперимента. Объективность результатов при таком подходе обеспечивалась длительным характером исследования, многократными замерами зависимых переменных, позволявшим видеть динамику результатов эксперимента. По цели- и содержанию проведенный эксперимент явился формирующим, по условиям проведения - смешанным.
С целью определения затруднений в профессиональной деятельности на констатирующем этапе опытно-экспериментальной работы нами был проведен анализ деятельности космонавтов и преподавателей-инструкторов. Использовались методы наблюдений, беседы, .проводилось анкетирование, диагностирование, велось изучение документации по использованию компьютерных технологий. Цель констатирующего этапа эксперимента: определить доминирующие затруднения по компонентам профессиональной деятельности, в зависимости от уровня образования и стажа работы. Как показало наше исследование, характер затруднений, возникающих у космонавтов и преподавателей-инструкторов, неоднозначен.
Большинство респондентов отметили низкий уровень владения умениями и навыками использования информационных технологий. Самооценка затруднений совпала . с объективными показателями. Наиболее низкими показателями являются технологический (освоение новых информационных технологий) и аспекты, которые являются составными частями ИКТ-компетентности.
Методиками преподавания (преподавателя-инструктора) и прогрессивными информационными технологиями (космонавта) в высокой степени владеют лишь 30%, в средней. 36,2%, в слабой 23;6% и очень слабой 10,2% (технологический аспект).
Показатель владения знаниями, умениями и навыками формирования ИКТ-компетентности у космонавтов невысок: 40% владеют в средней степени, 23% в слабой степени и в очень слабой 19% и это составляет 82% от общего числа респондентов, принявших участие в. опытно-экспериментальной апробации.
На рисунке 4 мы отразили показатель удовлетворенности космонавтов владением информационными технологиями.
Из рисунка 4 видно, что удовлетворенность владением ИКТ у космонавтов в высокой степени составляет лишь 30% (1). Больше 2/3 космонавтов удовлетворены в средней - 36,2% (2), слабой - 23,6% (3) или неудовлетворенны вовсе - 10,2% (4). Неудовлетворенность владением информационными технологиями порождает в космонавте, по нашим наблюдениям, отрицательное отношение к выполнению своих профессиональных обязанностей, снижает его заинтересованность в успешности выполняемых профессиональных действий.
Как отмечает в своих работах Б.Г. Ананьев [11], содержание и структура готовности личности к труду определяется психологическими процессами и состоянием, опытом и свойствами личности.
Неудовлетворенность владением информационными технологиями может выражаться в пассивности космонавта, безразличии к учебному процессу в целом, осложнению взаимоотношений с преподавателем-инструктором. Неуспех в усвоении ИКТ приводит к неверию в свои возможности, потере интереса к профессиональной деятельности, снижает уровень профессиональных притязаний. Поэтому, анализ затруднений в области информационных технологий и отношение к ним космонавта является существенным аспектом повышения его профессионализма и качества обучающего процесса его подготовки к полетам.
Рассмотрение понятия «профессиональные затруднения» в работе космонавта показало, что пояснение этого термина определяется в словаре русского языка как - препятствие, помеха, трудное положение, напряжение, усилие [165]. Следовательно, затруднение рассматривается с практической стороны, как препятствие, отражающее объективное содержание деятельности субъекта; с точки зрения психологии личности, как напряженное усилие, отражающее его субъективное содержание. По определению Н.В. Кузьминой, трудности рассматриваются как субъективное состояние напряженности, тяжести, неудовлетворенности, которая вызывается внешними факторами деятельности и зависит от характера самих факторов [114].
Вышеприведенные определения выделяют негативную сторону затруднений. Между тем, если затруднения осознаются космонавтами, они несут созидательную функцию, являются движущей силой развития-творческого потенциала, материализуются в определении целей, задач профессиональной деятельности. Если затруднения не преодолеваются, они тормозят развитие профессионализма, ведут к неуспеху деятельности. Кроме того, снижается уровень самооценки, специалист находится в состоянии напряженности и первоначальное желание преодоления трудностей может замениться индифферентным отношением к собственной деятельности.
В ряде исследований отмечается, что эффективность профессиональной деятельности зависит от успешности решения проблем, удовлетворенности своей работой [201, 253].
В ходе нашего исследования был изучен мотивационный фон к использованию информационно-коммуникационных технологий в процессе подготовки космонавтов. Входное исследование мотивационного фона показало, что все опрошенные (100%) считают нужным внедрять информационно-коммуникационные технологии в учебный процесс, но не имеют для этого необходимых навыков владения компьютерными технологиями, т.е. не владеют, необходимой для этого вида деятельности, компетентностью.
Анализ показал, что традиционные методы работы, знания, умения и навыки, сформировавшиеся у большинства космонавтов (астронавтов), становятся недостаточными для выполнения изменившихся функций. А существующая практика их подготовки и повышения квалификации не обеспечивает, в должной мере, решение этой задачи. Необходимы планомерные усилия по организации повышения квалификации космонавтов с учетом современных требований, предъявляемых к их профессиональным и личностным качествам.
Информационно-коммуникационные технологии как фактор формирования ИКТ-компетентности космонавтов
Стержневым направлением экспериментальной работы являлась разработка новой профессиональной образовательной программы (специальный учебный курс) развития информационно коммуникационной: компетентности! космонавтов, которая позволила готовить космонавтов с учётом их потребностей и задач., которые стоят перед ними в профессиональной деятельности;
Предполагаемое содержание программы соотнесено с государственными требованиями к обязательному минимуму содержания профессиональной образовательной программы по специальности 0308 Профессиональное образование (базовый уровень) среднего профессионального образования.
В ходе проведения опытно-экспериментальной работы мьг приняли решение не формировать специально экспериментальные и контрольные группы, а на основе сравнения» результатов эксперимента в двух группах (наборе 2005-2006 г.г. и 2006-2007 г.г.) выявить динамику формирования ИКТ-компетентности космонавтов.
Работа?со. второй- группой предпринята- с целью повторной апробации разработанной программы по освоению ИКТ-компетентности космонавтов с учетом внесенных корректив.
Экспериментальная, часть исследования включала три этапа: констатирующий, формирующий и контрольный; Реализация разработанной диагностической программы с каждой новой группой космонавтов осуществлялась в течение двух лет в следующем; алгоритме:
определение затруднений в профессиональной деятельности космонавтов;
вводный инструктаж;
получение практических заданий;
посещение базового курса по освоению ИКТ (по необходимости и по желанию);
ведение дневника практической деятельности;
консультации автора исследования как методиста в ходе практической деятельности.
С целью определения затруднений в профессиональной деятельности на констатирующем этапе опытно-экспериментальной работы нами был проведен анализ деятельности космонавтов по ее компонентам с использованием новых информационных технологий. В процессе исследования проводилось изучение и анализ психолого-педагогической и специальной литературы, деятельности космонавтов. Использовались методы наблюдений, беседы с космонавтами, преподавателями-инструкторами, проводилось анкетирование, диагностирование, изучалась документация.
Цель констатирующего этапа эксперимента: определить группу доминирующих затруднений по компонентам профессиональной деятельности космонавтов с использованием ИКТ.
При выявлении затруднений в профессиональной деятельности космонавтов с помощью диагностической программы мы руководствовались следующими основными требованиями диагностики:
оценка информационно-коммуникационной компетентности проводится не путем сравнения полученных результатов , с какими-либо нормами, а путем сопоставления их с результатами предыдущих диагностирований с целью выявления характера продвижения в развитии;
изучение ИКТ-компетентности направлено на выявление индивидуальных особенностей космонавтов и выявления затруднений в освоении и использовании новых информационных технологий в профессиональной деятельности;
диагностика ИКТ-компетентности космонавта нужна также и для определения возможных путей совершенствования системы подготовки космонавтов в целом;
изучение ИКТ-компетентности космонавтов опирается на самоанализ, самодиагностику результативности профессиональной деятельности для создания мотивации самосовершенствования и саморазвития:
Уровень ИКТ-компетентности рассматривается как содержательная характеристика деятельности космонавта, а -процесс самосовершенствования - как развитие, смена качественно новых этапов профессиональной деятельности.
Содержание диагностических заданий определяется через конкретные направления деятельности космонавта: интеллектуальную деятельность, умения и навыки по использованию ИКТ, индивидуальный стиль работы. Построение диагностической программы реализуется с помощью диагностических заданий, решение задач с элементами психолого-педагогического - тестирования, моделирования реальных педагогических процессов.
В качестве предметных диагностических процедур выступают результаты решения конкретной ситуации в заданных преподавателем-инструктором условиях, организация учебного материала для развития и формирования конкретных форм и методов ИКТ-компетентности.
Следуя теории обучения взрослых, мы учитывали в работе с космонавтами четыре этапа обучения: опыт - рефлексия - теория -практика.
Первый этап (опыт) - диагностика содержания опыта, уровня знаний в области информационных технологий; выявление несоответствия необходимой компетентности в данной области знаний и реального уровня знаний у космонавтов (осознанная некомпетентность).
Второй этап (рефлексия) - анализ диагностики опыта и знаний, выявление положительных и отрицательных моментов накопленных знаний, обсуждение, определение путей решения.
Третий этап (теория) - лекции, семинары по исследуемой проблеме, изучение специальной литературы.
Четвертый этап (практика) - моделирование возможных профессионально направленных ситуаций с целью реализации вновь приобретенныхзнанийиумений.
За основу для, разработки диагностических процедур на первом и втором этапе мы взяли-следующие методики: (см. Приложения 1-5)
1. Мотивация профессиональной деятельности» (методика К.Замфир в. модификации А.А. Реана) (Приложение 1).
2. Методика «Готовность к саморазвитию» (автор Т.М. Коджаспирова) (Приложение 2.).
3. «Методика исследования? барьеров профессиональной деятельности» (по Т.И. Шамовой) (Приложение 3).
4. Методика «Изучение удовлетворенности своей профессией4 и работой» (авторы Н. Журин, Е. Ильин) (Приложение 4)
5. Методика построения диагностической карты- по критериям1 коммуникативно-развивающего1 обучения (авторы Р.А. Исламшин, В.Ф. Габдулхаков) (Приложение 5).
