Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические основы профессионально личностного экологического обучения студентов технического вуза
1.1 Научные предпосылки проектирования профессионально личностного экологического обучения 13
1.2 Анализ современного состояния экологического образования в техническом вузе 22
1.3 Методические особенности эффективности применения профессионально личностного подхода в обучении дисциплине «Промышленная экология» 33
Выводы по первой главе 39
Глава 2. Интеграция процессов обучения как основа профессионально личностного экологического образования
2.1 Модель экологического образования в высшей школе 40
2.2 Проектирование педагогической технологии профессионально личностной направленности экологических знаний 46
2.3.Реализация педагогической технологии профессионально личностного экологического обучения в техническом вузе 52
Выводы по второй главе 72
Глава 3. Экспериментальное исследование и оценка эффективности педагогической технологии профессионально личностного экологического обучения
3.1 Оценка теоретических и практических знаний студентов технического вуза в области курса «Промышленная экология» с помощью системы педагогического мониторинга 74
3.2 Экспериментальная диагностика реализации экологического обучения студентов технического вуза 79
3.3 Результаты опытно- экспериментальной работы в проектировании профессионально личностного экологического обучения студентов технического вуза 99
Выводы по третьей главе 104
Заключение 105
Список использованной литературы 108
Приложения 119
- Научные предпосылки проектирования профессионально личностного экологического обучения
- Модель экологического образования в высшей школе
- Оценка теоретических и практических знаний студентов технического вуза в области курса «Промышленная экология» с помощью системы педагогического мониторинга
Введение к работе
В современном обществе ни одно социальное явление не может быть рассмотрено без соотнесения его с природными условиями в плане позитивного или негативного воздействия на них. Состояние природной среды всецело зависит от деятельности человека, а, следовательно, от уровня культуры и нравственности.
Возрастающие потребности общества в биологических ресурсах послужили стремительному обострению экологической обстановки. Веками отношение человека к природе складывалось не только с эстетической, нравственной стороны, но и с сугубо практической.
Не слишком беспокоясь о сохранении и приумножении, человечество привыкло выступать в роли потребителя. Урбанизация образа жизни, индустриализация, истощение традиционных, относительно легкодоступных энергетических и сырьевых ресурсов, постоянное возрастание демографической нагрузки на природу, нарушение внутренних механизмов саморегуляции биосферы, продолжающееся уничтожение отдельных видов животных и растений, отрицательные последствия загрязнения природы отходами производства продолжает усугублять природную среду. Все это заставляет решительно и радикально менять веками сложившийся тип деятельности, методы и способы взаимодействия с природой. Остановить нарушение экологических законов можно только подняв на должную высоту экологическую культуру каждого члена общества, что возможно сделать, прежде всего, через образование, через изучение основ экологии [23,29].
В Законе Российской федерации «Об охране окружающей среды» содержится специальная статья 74 «Обязательность преподавания экологических знаний в учебных заведениях», в которой сказано, что овладение минимумом экологических знаний, необходимых для формирования экологической культуры, обеспечивается обязательным преподаванием основ экологии в соответствии с профилем подготовки инженера.
5 Основными принципами экологического образования и воспитания являются:
непрерывность, последовательность, связь с практикой;
единство общего, профессионального и экологического образования;
учет национальных интересов, региональных особенностей, использование традиционной культуры природопользования и охраны природы;
- гуманизация, развитие социально-активной личности, экологического
сознания, мышления, культуры.
Одной из задач экологического образования является формирование у будущих специалистов современного экологического мировоззрения, развивающего способность осуществлять свою профессиональную деятельность в соответствии с возможностями природы, исходя из принципа «не навреди» [40].
Сегодня система экологического образования строится внутри действующей системы образования, являясь ее важной составляющей. Экология стала интегральной наукой, связанной почти со всеми естественными и техническими дисциплинами и преподается в том или ином объеме во всех учебных заведениях [45].
Стремительный рост потребности в квалифицированных, экологически грамотных специалистах ставит перед системой высшего образования принципиально новые задачи, требующие немедленного и скорейшего решения. Ключевая роль в подготовке инженеров, способных решать экологические задачи самого разного масштаба, принадлежит техническим вузам. Решение всего комплекса экологических проблем связано не только с приобретением экологических знаний, но и требует фундаментального научного подхода, практического технического применения.
Теоретическим основам экологического образования посвящены исследования С.В.Алексеева, А.Н.Захлебного, И.Д.Зверева, Д.Н. Кавтарадзе, В.М.Назаренко, Е.С.Сластениной, И.Т.Суравергиной, И.Н.Пономаревой.
Экологическое образование в техническом вузе осуществляется по двум направлениям:
- общекультурная подготовка студентов (изучение основ экологических
знаний как элемента общегуманитарного и мировоззренческого
уровня);
- профессиональная подготовка специалистов в различных областях
современной экологии, рационального природопользования, охраны природы.
Экологическое образование не может ограничиваться только традиционными информационно-просветительскими методами обучения и воспитания. Профессиональное развитие должно проходить в образовательной среде, состоящей из специальным образом сконструированных под заданную цель методических, дидактических, психологических, интеллектуальных, информационных и практических действий, приемов, гарантирующих достижение поставленных образовательных целей.
Переход на новые уровни развития требует качественных изменений в практической педагогике. Ведущее место при этом принадлежит обучению умениям самостоятельно приобретать знания, мыслить, творить.
Профессиональное образование, как специфическая сфера социальной жизни, создает внешние и внутренние условия для развития личности будущего специалиста. Новое понятие образованности представляет собой не просто набор различных знаний и владение профессиональными навыками, а формирует профессиональные способности системного характера и высокую степень их продуктивности. Возникает потребность в поиске современных методов и средств обучения, применения инновационных технологий в профессиональной подготовке студентов технического вуза.
При изучении курса «Промышленная экология» студентами технических вузов традиционная передача учащемуся необходимого объема экологических знаний недостаточна. Экологические знания лишь тогда становятся основой экологического сознания, когда они приводят к экологически правильным действиям. Зачастую, обладая необходимыми знаниями в области экологии, студенты не владеют ими. А ведь эффективность преподавания любого курса во многом определяется методикой обучения, дидактическим обеспечением предмета и умением преподавателя, использованием современных технологий в комплексном решении поставленных задач. [45]
Промышленная экология - ключевая научно-техническая дисциплина,
определяющая способы и средства достижения экологически разумного
компромисса между человеком и природой. Задачей промышленной экологии
является формирование необходимой базы знаний современного инженера,
способного, не нарушая механизмов саморегуляции объектов биосферы и
естественного баланса, создавать методы и средства управления
природообразующей сферой. Понятийный аппарат промышленной экологии и методология в значительной мере опирается на базовые естественнонаучные знания. Изучение курса невозможно без проработки отдельных разделов естественнонаучных дисциплин. Значительное количество литературы по всем направлениям, изучаемым экологией, дает определенные базовые знания. При получении экологического образования в техническом вузе возникает потребность во взаимосвязи теоретических и практических знаний, способных стать практическим руководством в будущей профессиональной деятельности. Большими возможностями в развитии профессионально-ориентированной экологической деятельности обладает эксперимент, а точнее лабораторный практикум.
Многие курсы отличаются высоким уровнем теоретического обобщения и недостаточной эффективностью практического (лабораторного) опыта. К ним можно отнести и курс «Промышленная экология». Огромное количество
8 информации из различных областей знаний не дает возможности за время, отводимое на курс « Промышленная экология», привить глубокие знания и практические умения. Соприкосновение теории и опыта содействуют не только усвоению учебного материала, но и развивают мышление, придавая ему активный характер.
При применении и разработке современных профессионально-ориентированных технологий в изучении курса «Промышленная экология» были учтены следующие аспекты:
сочетание различных технологий обучения (позволяет рационально распределить время и интеллектуальные ресурсы и придать наибольшую эффективность усвоения материала в процессе познания);
возможность изменения отдельных образовательных модулей (с учетом будущей специализации);
обеспеченность методическими информационными средствами (дающими возможность для самостоятельной подготовки);
техническая адаптация устаревших средств обучения (возможная замена на более прогрессивные) [46].
При изучении курса «Промышленная экология» создается учебно-информационная среда, адекватная профессиональной среде - тем самым учитывается принцип профессиональной направленности. В процессе обучения студент сам является субъектом активной творческой деятельности. При таком подходе студенты получают значительно более широкий диапазон знаний, умений и навыков практического опыта, причем на качественно ином уровне, что помогает успешно адаптироваться в современном технократическом обществе.
Научные предпосылки для решения проблем подготовки профессиональных кадров в области экологии и техносферной безопасности в системе высшего образования были рассмотрены в работах СВ. Белова, А.И.
9 Жирова, Т.В.Стадницкого, Н.П.Тарасова, Т.А.Ягодина, И.И. Мазур, О.И.Молдаванова.
Противоречия между необходимостью повышения экологической
компетентности студентов технического вуза и недостаточной
разработанностью в педагогической науке содержания практической технологии экологического образования определили тему нашего диссертационного исследования «Проектирование профессионально личностного экологического обучения в техническом вузе».
Учитывая, специфику получения экологического образования в техническом вузе и его связь с профессиональной деятельностью, целью исследования явилось определение дидактических условий и разработка форм и средств профессионально личностного экологического обучения студентов технического вуза.
Объект исследования - процесс профессиональной экологической подготовки специалистов в техническом вузе.
Предмет исследования - проектирование профессионально личностного экологического обучения в техническом вузе.
Гипотеза исследования. Экологическая компетентность выпускников
технического вуза формируется в процессе обучения, если:
Научные предпосылки проектирования профессионально личностного экологического обучения
Негативные последствия нерационального использования природных ресурсов, загрязнение окружающей среды постепенно накапливаются и создают чрезвычайные ситуации, которые ставят под угрозу дальнейшее существование человечества. Проблема взаимоотношения человека с окружающей средой является одной из самых актуальных, от ее решения в конечном итоге зависит будущее человечества [85].
Экологическая безграмотность подрывает основы существования человеческого общества, устойчивое развитие природы. Экология же строит прочный фундамент для создания гармоничных отношений с внешней средой, а управление природными процессами и использование ее ресурсов при прогнозировании социально-экологических последствий позволит сохранить и приумножить все биологическое разнообразие живых организмов, исключить развитие человечества за счет будущих поколений. Логика решения экологических проблем требует не только фундаментального научного подхода, но и практического технического воплощения. Экологическое образование в техническом вузе строится на основе реалий глобальной экологической ситуации и концепции устойчивого развития, провозглашенной на совещании государств Мирового сообщества в Рио-де-Жанейро в 1993 году [89,116, 143].
Концепция устойчивого развития включает в себя три компонента:
-социальная устойчивость (социальная справедливость и демократия);
-экономическая устойчивость (материальное благополучие);
-экологическая устойчивость (рациональное использование природных ресурсов) [104].
Разработка стратегии устойчивого развития предусматривает научно-практический поиск по следующим научным направлениям: создание новых экологически безопасных технологий, экономико-правовые вопросы природопользования, практическая и инженерная экология, экологическое образование [83].
Цель экологического образования - формирование развития такого населения планеты, которое осознает и озабочено проблемами окружающей среды и у которого есть знания, навыки, отношения, мотивации и приверженность работать индивидуально и коллективно по решению текущих экологических проблем и по предотвращению проблем грядущих, так было приведено в отчете о Белградской конференции по экологическому образованию. Как отмечал П.Дж.Феншам, Канберра в 1976 году:
«Все стали «экологами». Такого взрыва профанации знания не было в истории человечества. Без профессионалов никакая наука невозможна, это ясно. Очевидно, что профессионалов можно готовить лишь в профессиональных коллективах. А если этих коллективов нет, не возникнут и профессионалы. Замкнутый, порочный круг. Но экология - наука о проблемах. Вернее, прежде всего о них, так как каждая наука - дитя нужды. Она выполняет социальный заказ, а затем лишь возникает учение о специфических структурах и функциях. Доминанта проблем в экологии столь ярка, что мало кто осознает печальный факт отсутствия в ней профессионального костяка -фундаментального экологического знания и его носителей» [104].
Слово «экология» образовано из греческих слов oikos (дом, жилище, убежище) и logos (учение, знание, наука) и впервые предложено Э.Геккелем в 1866 году [18].
Он понимал под экологией науку, призванную изучать взаимоотношения организмов с окружающей их средой. Экология из раздела биологии превращается в междисциплинарную науку, охватывающую многие области знания. Уже в трудах Э. Геккеля прослеживается одно важное обстоятельство - понимание экологии как «экономики природы» [22,91].
В России заслуга в формировании экологического мировоззрения и основных положений экологии принадлежит профессору Московского университета К.Ф. Рулье. На протяжении нескольких лет он дал практически полный перечень принципиальных проблем экологии, но не нашел выразительного термина для обозначения этой науки.
Современный период развития экологии в мире связан с именами таких крупных зарубежных ученых как Ю.Одум, Дж. Андерсен, Э.Пианка, Р.Риклефс, М.Бигон, А.Швейцер, А.Миллер, Б.Небел. Среди отечественных И.П. Герасимов, A.M. Гиляров, В.С.Горшков, Ю.А. Израэль, Ю.Н. Куражковский, К.С.Лосев, Н.Н.Моисеев, Н.П.Наумов, Н.Ф.Реймерс, В.В.Розанов, В.Е.Соколов, В.Д.Федоров, С.С.Шварц, А.В.Яблоков, А.Л.Яншина.
Модель экологического образования в высшей школе
Проведенное комплексное исследование проблемы совершенствования традиционной системы получения экологического образования в техническом вузе выявило необходимость дальнейшего развития образовательной среды на новой технологической основе с примененим инновационных технологий в образовательном процессе.
Технологические инновации привели к существенному расширению педагогических методов и приемов, оказали влияние на характер педагогической деятельности. Изменилась функция преподавателя, задачей которого стало поддержать обучающегося, помочь освоить большую и разнообразную информацию [57].
Для дальнейшего развития образовательной среды профессионально личностного экологического обучения потребуется развитие обучения на новой технологической основе, организация гибкого учебного процесса, ориентированного на будущую специальность.
Одним из методов научного исследования является моделирование.
Модель - это искусственно созданный объект в виде схемы, физических конструкций, знаковых форм или формул, который, будучи подобен исследуемому объекту (или явлению), отображает и воспроизводит в более простом и огрубленном виде структуру, свойства, взаимосвязи и отношения между элементами этого объекта [30].
Принято условно подразделять модели на три вида: физические (имеющие природу, сходную с оригиналом); вещественно-математические (их физическая природа отличается от прототипа, но возможно математическое описание поведения оригинала); логико-семиотические (конструируются из
специальных знаков, символов и структурных схем). Между названными типами моделей нет жестких границ. Педагогические модели в основном входят во вторую и третью группу перечисленных видов [30].
Традиционная педагогическая модель та, в которой знания отражают умения, переходящие в навык. Конечным продуктом педагогической модели является навык.
Моделирование объединяет эмпирические и теоретические наработки в педагогическом исследовании, т.е. сочетает в ходе изучения педагогического объекта эксперимент с построением логических конструкций и научных абстракций. В работах Г.В Суходольского моделирование определяется «как процесс создания иерархии моделей, в которой некоторая реально существующая система моделируется в различных аспектах и различными средствами».
Е.Э.Смирнова в работе «Пути формирования модели специалиста с высшим образованием» включает в модель следующее:
задачи, которые приходится решать специалисту в своей профессиональной деятельности;
-приемы и способы, с помощью которых решаются задачи;
-основные обязанности, в соответствии с требованиями профессии;
-знания теоретического и практического характера, которыми оперирует в своей деятельности специалист;
-умения и навыки, с помощью которых достигаются желаемые результаты;
-качества личности, обеспечивающие успешность действий в избранной области;
-ценностные ориентации и установки.
Социальный заказ на экологически компетентных инженеров продиктовало обострение экологической обстановки. Построение уровневой иерархии образовательного процесса и формирование экологической культуры необходимо начинать с анализа существующих требований к выпускнику образовательного учреждения, определенных Государственными образовательными стандартами. Государственный образовательный стандарт на каждую специальность содержит требования, предъявляемые к специалистам, выпускаемым техническими вузами. Требования содержат и экологические критерии. Исследование показало, что подготовка требует определенных условий и организации образовательного процесса.
Получение экологических знаний в высшей школе носит интегральный и дифференциальный характер и происходит на каждом этапе обучения. Изучение любого курса должно обязательно рассматриваться в экологическом ракурсе. Проследить и оценить эффективность получения экологического образования можно, используя метод моделирования.
Следуя общей теории систем, построим модель получения профессионально ориентированного образования в техническом вузе. Цель создания такой модели в формировании экологической компетентности будущего инженера.
Экологическое образование в техническом вузе может осуществляться только в системе, только в этом случае педагогические усилия дадут результат. Любую систему как совокупность элементов можно расчленить. Рассматривать и изучать структуру и свойства системы удобнее по ее модели.
Оценка теоретических и практических знаний студентов технического вуза в области курса «Промышленная экология» с помощью системы педагогического мониторинга
Проблема качества экологических знаний в вузе решается на основании системного подхода к организации учебного процесса и включает в себя: планирование учебного процесса, материально-техническое обеспечение, создание учебно-методических пособий, промежуточный контроль качества обучения, итоговая аттестация.
Качество профессионально направленного экологического обучения в структурном плане представляет собой совокупность качеств образовательных подсистем, ориентированных на достижение интегрального результата -качества подготовки специалиста. Управлять качеством как системой предполагается, использовав системный подход, основанный на целостности, структурности, иерархической организации управления качеством. Управление качеством знаний осуществляется на каждом этапе образовательного процесса. Поэтому, если на каждом отдельном этапе достигать повышения качества экологических знаний - то будет достигнуто повышение и интегрального качества- качества подготовки экологически грамотного специалиста [123].
При получении экологического образования студентами технического вуза можно выделить разные уровни знаний: мировоззренческий минимум, базовые знания, программные знания сверх базового уровня, и уровень умений. В свете рассматриваемых критериев качества экологического образования становится очевидным, что целью повышения экологической компетентности студентов технических вузов является совокупность двух составляющих требований: владение экологическими знаниями и умение применять их для решения практических задач.
Педагогический эксперимент проходил на базе Воронежского государственного технического университета. Исследованием были охвачены группы АП 021, АП 022 (2 курс), ИС 021, ИС 022 (2 курс), РТ 021, РТ 022, РТ 023, РТ 024 (2 курс), РК 011, РК 012, РК 013, РК 014 (3 курс) учебный план которых предусматривает комплекс дисциплин экологического направления, среди которых курс «Промышленная экология». В эксперименте приняли участие 355 студентов.
Выбор этих групп обуславливается их специализацией и необходимостью практических знаний в области промышленной экологии для профессиональной деятельности.
Первым этапом исследования стал поисковый эксперимент, проходивший в период с 2001 по 2002 год. В этот период изучалось и анализировалось состояние экологического образования в вузе, анализировалась методика чтения лекций и проведения лабораторных занятий. Сделан вывод, что существующая теоретическая база для экологического образования не дает практических экологических навыков в профессиональной деятельности. Следовательно, возникает необходимость в профессионально направленной экологической подготовке студентов технического вуза.
Анализ традиционного лабораторного практикума по курсу
«Промышленная экология» определил пути его совершенствования с целью повышения эффективности применения в учебном процессе.
Второй этап (2002 - 2003 уч. год) экспериментальный. Собственные исследования и изучение педагогического опыта в преподавании экологии привели к необходимости модернизации и компьютеризации лабораторного практикума по курсу «Промышленная экология». Разработаны методические указания для проведения лабораторных работ. Внедрение в учебный процесс лабораторного комплекса позволяет интегрировать теоретические знания, практические умения и навыки студентов. Методически правильная организация занятий активизирует познавательную активность и самостоятельность обучающихся. Подготавливая специалиста, нельзя забывать о формировании личностных качеств. Предполагается, что эффективность развития профессионально личностных экологических навыков студентов в процессе обучения в техническом вузе будет выше, если создадутся оптимальные условия для их реализации.
Созданы лабораторные установки для проведения работ с использованием информационных технологий, разработаны описания и методика проведения работ. Определены критерии оценки экологической компетентности. Разработанная система тестового контроля позволяет контролировать весь процесс обучения на каждом этапе.
Педагогический мониторинг, проводимый в течение всего периода обучения, включает в себя проверку, оценивание, накопление и анализ статистических данных, контроль и прогнозирование дальнейшего развития событий.
Целью педагогического мониторинга стало своевременное выявление, оценивание и анализ течения образовательного процесса.
Контроль знаний проводился в несколько этапов. Традиционная диагностика начальных знаний проводилась перед чтением первой лекции. Разработанные контрольно - тестовые задания соответствовали каждой теме изучаемого курса с включением некоторых элементов из практических знаний, полученных при выполнении лабораторных работ. Результаты помогли скорректировать, дополнить читаемый материал с учетом начального уровня знаний.
