Дидактическое сопровождение профессиональной подготовки инженеров пожарной безопасности на основе компьютерного моделирования

Субачева, Алла Александровна

Темы диссертаций по педагогике » Теория и методика профессионального образования

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.08 для написания научной статьи или работы на тему: Дидактическое сопровождение профессиональной подготовки инженеров пожарной безопасности на основе компьютерного моделирования

Автореферат

Автор научной работы: Субачева, Алла Александровна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Екатеринбург
Год защиты: 2012
Специальность ВАК РФ: 13.00.08

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Дидактическое сопровождение профессиональной подготовки инженеров пожарной безопасности на основе компьютерного моделирования"

На правах рукописи

005009770

СУБАЧЕВА Алла Александровна

ДИДАКТИЧЕСКОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ ИНЖЕНЕРОВ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НА ОСНОВЕ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

13.00.08 - теория и методика профессионального образования

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

С ОЕЗ Ш

Екатеринбург 2012

005009770

Работа выполнена в ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет»

Научный руководители

доктор технических наук, профессор Гузаиов Борис Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Смолин Георгий Константинович;

доктор педагогических наук, профессор Матвеева Татьяна Анатольевна

Ведущая организации

ФГ НОУ НПО «Челябинский государственный педагогический университет»

Защита состой гея 2 марта 2012 г. в 10.00 ч в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.284.01 при ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет)' по адресу: 620012. Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет».

Текст автореферата размещен на сайте университета www.rsvpu.ru Автореферат разослан 1 февраля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор педагогических наук, профессор

Ф.Т. Хаматнуров

. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Одним из главных факторов, обеспечивающих требуемое качество подготовки специалистов, является наличие в вузе научно обоснованной компетентностно-ориентированной основной образовательной программы, акцентирующей цели обучения не только на достижении выпускником заявленной квалификации,'но и на его готовности к самостоятельной профессиональной деятельности при окончании учебного заведения в соответствии с приобретенными компетенциями и требованиями работодателя. Особое значение это приобретает для ряда профессий, где оценочным показателем профессиональной пригодности является готовность выпускника к творческой и эффективной работе при наличии постоянного, риска возникновения разнообразных по проявлению и угрозе производственных ситуаций, часто носящих стихийный и непредсказуемый характер. Например, для инженера пожарной безопасности важной является не только способность работника самостоятельно принимать нестандартные, адекватные внешним воздействиям решения, но и способность нести ответственность за последствия подобных решений.

Однако, как показывают исследования, выпускники вузов государственной противопожарной службы в процессе обучения не достигают требуемого уровня профессиональной подготовки по основным дисциплинам специалитета и не полностью подготовлены к сложным, нередко нестандартным профессиональным ситуациям. По мнению экспертов, главной причиной подобного отставания является не столько низкий уровень теоретических знаний, сколько отсутствие специальных практических навыков, которые не удалось в достаточной степени сформировать из-за значительной «отстраненности» объекта исследования (пожара) от учебной деятельности в силу невозможности проведения в процессе обучения разносторонних социально опасных натурных экспериментов с целью воспроизведения реальных пожаров разных уровней сложности. В связи с этим, методика профессиональной подготовки специалистов в области пожарной безопасности должна обеспечивать опережающее обучение и обязательное включение современных средств дидактического обеспечения на основе широкого внедрения информационных технологий и, в частности, технологий компьютерного моделирования как одного из эффективных методов изучения сложных динамичных систем. Это должно позволить значительно сблизить учебный процесс и будущую профессиональную деятельность, сформировать у курсантов в период обучения в вузе необходимый уровень профессионально-специализированных компетенций (ПСК) и личную готовность к эффективному и ответственному выполнению стоящих перед ними профессиональных задач. В результате, это позволит снизить негативные последствия, связные с разнообразными пожарами.

На социально-педагогическом уровне актуальность исследования обусловлена недостаточным уровнем профессиональной подготовки курсантов вузов государственной противопожарной службы на основе традиционных средств обучения, не позволяющей удовлетворить социальный заказ общества на подготовку компетентных специалистов в области пожарной безопасности, способных в полной мере решать поставленные перед ними задачи и принимать ответственные решения.

На научно-теоретическом уровне актуальность исследования определяется тем, что в теории и практике недостаточно полно определены структура и содержание дидактического сопровождения профессиональной подготовки инженеров пожарной безопасности с использованием технологий компьютерного моделирования.

На научно-методическом уровне актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки компетентностно-ориентироваиного дидактического сопровождения и организации обучения на дисциплинах специалитета в системе подготовки инженеров пожарной безопасности с применением компьютерного моделирования, обеспечивающих формирование требуемого уровня профессионально-специализированных компетенций выпускников.

Основные понятия исследования: _

Профессиональная компетентность инженера пожарной безопасности -интегративное качество личности, основанное на совокупности профессиональных инженерных знаний, практических умений и владений в области анализа и прогнозирования пожаров, опыта деятельности, важных личностных качеств и общекультурных компетенций, свидетельствующих о готовности к самостоятельной трудовой деятельности, способности принимать верные организационноуправленческие решения и на практике решать многочисленные профессиональные задачи, связанные с инженерно-спасательной деятельностью.

Компетентностно-ориентированное дидактическое сопровождение дисци-шины - дидактическое сопровождение, включающее в себя современные средства обучения на основе информационных технологий, позволяющие моделировать в учебном процессе будущую профессиональную деятельность инженера пожарной безопасности и в полной мере реализовывать деятельностный и личностноориентированный подходы.

Анализ научно-педагогической и специальной литературы по проблемам профессиональной подготовки инженеров пожарной безопасности позволил выявить следующие противоречия:

• между социальным заказом на подготовку компетентных специалистов в области пожарной безопасности, способных в полной мере решать поставленные перед ними задачи, и недостаточной подготовленностью основного контингента выпускников пожарно-технического вуза к самостоятельной профессиональной деятельности;

• между необходимостью полного и глубокого изучения пожара как сложного физического процесса и социально опасного явления и невозможностью многократного проведения в Процессе обучения полномасштабных натурных экспериментов или непосредственного изучения уже произошедших пожаров.

Выявленные противоречия позволили сформулировать проблему исследования: с помощью каких форм и методов обучения, кроме натурных экспериментов, можно на требуемом уровне обеспечить наиболее глубокое и эффективное изучение сложных физико-химических и термодинамических процессов пожара и тем самым повысить уровень формирования специальных практических навыков у будущих инженеров пожарной безопасности.

Актуальность проблемы, а также ее недостаточная теоретическая и методическая разработанность обусловили выбор темы диссертационного исследования: «Дидактическое сопровождение профессиональной подготовки инженеров пожарной безопасности на основе компьютерного моделирования».

В диссертационном исследовании введено следующее ограничение: профессиональная подготовка июкенеров пожарной безопасности рассматривается в контексте дисциплин специалитета ФГБОУ ВПО «Уральский институт Государственной противопожарной службы МЧС России» на примере дисциплины «Прогнозирование опасных факторов пожара» (ПОФП).

Цель исследования - теоретически обосновать, разработать и апробировать в ходе опытно-поисковой работы компетенгаостно-ориентированпое дидактическое сопровождение процесса обучения специальным дисциплинам на основе компьютерного моделирования как средства подготовки к профессиональной деятельности.

Объект исследования - процесс профессиональной подготовки инженеров пожарной безопасности.

Предмет исследования - компетентностно-ориентированное дидактическое сопровождение процесса обучения специальным дисциплинам на основе компьютерного моделирования.

В качестве гипотезы исследования выдвинуты следующие предположения:

1. Уровень профессиональной подготовки выпускников будет соответствовать требованиям, предъявляемым социальным заказом, при соблюдении следующих организационно-педагогических условий:

• при переходе от традиционного дидактического сопровождения, направленного на формирование знаний, умений и навыков, к компетентностно-ориен-тированному, предполагающему формирование всех необходимых компетенций инженера пожарной безопасности в соответствии с видами будущей профессиональной деятельности;

• интеграционной целостности процесса подготовки инженера пожарной безопасности с учетом профессиональной направленности его содержания;

• при построении образовательного процесса на основе контекстного обучения.

2. Формирование профессионально-специализированных компетенций курсантов может достигнуть продуктивного уровня, если компетентностно-ориентированное дидактическое сопровождение специальных дисциплин построить на основе компьютерного моделирования.

В соответствии с проблемой, целью и выдвинутой гипотезой определены задачи исследования:

1. Проанализировать состояние проблемы исследования и определить особенности профессиональной подготрвки инженеров пожарной безопасности.

2. Уточнить требования к содержанию и уровню профессиональной подготовки инженеров пожарной безопасности по дисциплине «Прогнозирование опасных факторов пожара».

3. С учетом организационно-педагогических условий разработать модель профессиональной подготовки специалистов в рамках дисциплины ПОФП.

4. Теоретически обосновать и разработать компетентностно-ориентиро-ванное дидактическое сопровождение дисциплины ПОФП на основе компьютерного моделирования.

5. В ходе опытно-поисковой работы проверить результативность формирования профессионально-специализированных компетенций при реализации в учебном процессе компетентностно-ориептированного дидактического сопровождения профессиональной подготовки на основе компьютерного моделирования.

Теоретико-методологическую основу исследования составляют: личностно-ориентированные теории развивающего обучения (Н.А. Алексеев,

B.И Загвязинский, В.В. Сериков, В.А. Сластенин, И.С. Якиманская и др.); основные положения компетентностного (В.И. Байденко, А.С. Белкин, А.А. Вербицкий, Э.Ф. Зеер, И.А. Зимняя, Ю.Г. Татур, А.В. Хуторской и др.); деятельностного подходов (Л. С. Выготский, П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, А.Н. Леонтьев,

C.JI. Рубинштейн, Н.Ф. Талызина, В.Д. Шадриков, Д.Б. Эльконин и др.); теория интеграционной целостности образовательного процесса (B.C. Безрукова, М.Н. Берулава, Н.К. Чапаев и др.); работы по проблемам педагогического проектирования (С.И.Архангельский, B.C. Безрукова, В.П. Беспалько, Н.Н. Тулькибае-ва, Н.Е. Эрганова и др.); исследования по проблемам теории профессионального и профессионально-педагогического образования (П.Ф. Кубрушко, B.C. Леднев, А.М. Новиков, Г.М. Романцев, Е.В. Ткаченко, В.А. Федоров и др.); работы в области теории формирования готовности к деятельности (Б.Г. Ананьев, М.И. Дьяченко, Г.Н. Жуков и др.); в области методологии, теории и практики информатизации образования (Н.В. Апатова, Б.С. Гершунский, А.П. Ершов, И.Г. Захарова, Т.А. Матвеева, П.И. Образцов, И.В. Роберт, Н.Ф. Талызина и др.); различные практические аспекты профессиональной подготовки студентов (С.И. Архангельский, Б.Н. Гузанов, В.И Загвязинский, Г.К. Смолин и др.); научные положения об особенностях подготовки сотрудников МЧС России (B.C. Артамонов, Н.Н. Брушлинский, М.П. Миронов, В.Б. Моторин, А.Н. Членов, Ю.С. Шойгу, и др.).

Для решения поставленных задач применялись следующие методы: теоретические - анализ педагогической, психологической и специальной литературы по исследуемой проблеме, сравнение, систематизация й обобщение передового педагогического опыта, моделирование; эмпирические - педагогическое наблюдение, беседа (индивидуальная и групповая), анкетирование, тестирование, методы статистической обработки данных, полученных в результате опытно-поисковой работы.

База исследования. Опытно-поисковая работа проводилась на базе Уральского института ГПС МЧС России. Кроме того, результаты диссертационной работы апробировались и внедрялись в другие вузы, готовящие специалистов в области пожарной безопасности: Институт военно-технического образования и безопасности ФГАОУ ВПО «Уральский Федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина», ГУ «Кокшетауский технический институт МЧС Республики Казахстан». Всего исследованием было охвачено 216 курсантов очной формы обучения по специальности «Пожарная безопасность».

Этапы исследования. Диссертационное исследование осуществлялось в три этапа, с 2007 по 2011 г.

Первый этап - констатирующий (2007 - 2009). Этот этап включал изучение научно-теоретической и методической литературы, диссертационных работ по проблеме исследования, обобщение педагогического опыта по подготовке инженеров пожарной безопасности, анализ рабочих программ специальных дисциплин, учебных планов, квалификационных требований, ГОС ВПО по специальности «Пожарная безопасность». На данном этапе формировался категориальный аппарат, определялись и уточнялись цель, объект, предмет, гипотеза и задачи исследования.

Основными методами исследования на первом этапе стали теоретический анализ педагогической, психологической и специальной литературы, материалов научных исследований и публикаций по данной проблеме, обобщение педагогического опыта в области специального технического образования.

Второй этап - формирующий (2009 - 2010). На данном этапе уточнялись теоретические основы исследования, разрабатывалась модель профессиональной подготовки инженера пожарной безопасности при изучении специальных дисциплин, определялись дидактические аспекты проектирования образовательного процесса. С учетом накопленного эмпирического материала было разработано и апробировано компетептностно-ориентированное дидактическое сопровождение дисциплины ПОФП на основе компьютерного моделирования.

На этом этапе использовались такие методы, как педагогическое наблюдение, анкетирование, тестирование, беседа, проведение опытно-поисковой работы. Материалы исследования докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях различного уровня.

Третий этап - итогово-обобщающий (2010 - 2011). На данном этапе проводили описание опытно-поисковой работы, обработку, анализ, обобщение результатов исследования, сопоставление полученных результатов с целью и задачами опытно-поисковой работы, определяли эффективность разработанной модели профессиональной подготовки и практическую значимость работы, осуществляли оформление диссертационной работы.

Основными методами исследования на третьем этапе являлись систематизация, анализ и обобщение результатов опытно-поисковой работы, статистические методы обработки полученных результатов.

Научная новизна исследования состоит в следующем:

1. Выявлены и в дескрипторной форме идентифицированы компоненты профессионально-специализированных компетенций инженера пожарной безопасности, формируемые при изучении дисциплины «Прогнозирование опасных факторов пожара».

2. Разработана модель профессиональной подготовки инженера пожарной безопасности, основанная на интеграционной целостности образовательного процесса, контекстном обучении, предполагающая реализацию компетентностного подхода и позволяющая организовать подготовку специалистов пожарной безопасности в соответствии с требованиями работодателя.

3. Обоснована структура и разработано содержание компетентностно-ориентированного дидактического сопровождения профессиональной подготовки инженера пожарной безопасности на основе компьютерного моделирования,

состоящего из четырех блоков: планово-нормативного, учебно-методического ресурсного и оценочно-контролирующего.

Теоретическая значимость исследования состоит в следующем:

1. Уточнено содержание понятия «профессиональная компетентность инже пера пожарной безопасности», рассматриваемого нами как интегративное качество личности, основанное на совокупности профессиональных инженерных знаний практических умений и владений, опыта деятельности, важных личностных ка честв и общекультурных компетенций, свидетельствующих о готовности к само стоятельной трудовой деятельности.

2. Уточнено содержание понятия «компетентностно-ориентированное дидактическое сопровождение» дисциплины, которое мы определяем как дидактическое сопровождение, включающее средства обучения на основе информационных технологий, позволяющие моделировать в учебном процессе будущую профессиональную деятельность и в полной мере реализовать деятельностный и личностно-ориентированный подходы.

3. Конкретизированы общетеоретические представления об информатизации процесса подготовки инженеров пожарной безопасности как необходимом средстве формирования профессионально-специализированных компетенций у курсантов.

Практическая значимость исследования заключается в следующем:

1. По итогам проведенных исследований разработано и апробировано ком-петентностно-ориентированное дидактическое сопровождение процесса обучения по дисциплине ПОФП на основе компьютерного моделирования, состоящее из планово-нормативного, учебно-методического, ресурсного и оценочно-контролирующего блоков.

2. Предложенные компьютерные имитационные системы могут широко применяться для решения профессиональных задач по другим дисциплинам спе-циалитета, а также при выполнении дипломных проектов.

3. Разработанные материалы используются при подготовке инженеров пожар ной безопасности в ФГБОУ ВПО «Уральский институт ГПС МЧС России», Ипсти туте военно-технического образования и безопасности ФГАОУ ВПО «Уральски Федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина», Г «Кокшетауский технический институт МЧС Республики Казахстан».

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивается методологической разработанностью исходных теоретических положений, ориентацией на современные теоретико-методологические подходы к проблеме формирования профессиональной готовности будущих инженеров пожарной безопасности; выбором и реализацией организационно-педагогических условий, адекватных целям и задачам исследования; системным подходом в исследовании, применением статистических методов анализа и обработки опытных данных, практической работой автора преподавателем специальной дисциплины пожарнотехнического вуза.

Апробация результатов исследования. Основные положения и результаты исследования отражены в 20 публикациях, в том числе в трех статьях в изданиях, рекомендованных ВАК МОиН РФ для публикации результатов диссертационных исследований, а также в материалах научно-практических конференций:

• международного уровня: «Актуальные проблемы обеспечения безопасности» (Екатеринбург, 2007); «Новые информационные технологии в образовании» (Екатеринбург, 2008); «Управление непрерывным образованием: структура, содержание, качество» (Екатеринбург, 2008); «Информационно-вычислительные технологии и их приложения» (Пенза, 2008); «Современные проблемы науки, образования и производства» (Нижний Новгород, 2009), «Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике» (Пенза, 2009), «Актуальные вопросы современной науки» (Таганрог, 2010), «Физика в системе высшего и среднего образования России» (Москва, 2010), «Актуальные проблемы пожарной безопасности, предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций» (Кокшетау, 2010).

• всероссийского уровня: «Инновационность и технологизация в современной России: опыт, проблемы, перспективы» (Волгоград - Москва, 2010), «Безопасность критичных инфраструктур и территорий» (Екатеринбург, 2011).

Результаты исследования внедрены в учебный процесс ФГБОУ ВПО «Уральский институт ГПС МЧС России», Института военно-технического образования и безопасности ФГАОУ ВПО «Уральский Федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина», ГУ «Кокшетауский технический институт МЧС Республики Казахстан», что подтверждается актами внедрения.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Обучение курсантов в пожарно-технических вузах характеризуется рядом определенных особенностей, усложняющих процесс подготовки специалистов. Это требует специальной организации образовательного процесса, позволяющей сблизить учебную и будущую профессиональную деятельность инженера пожарной безопасности.

2. Модель профессиональной подготовки инженера пожарной безопасности должна основываться на организационно-педагогических условиях интеграционной целостности образовательного процесса, построении его на основе контекстного обучения и перехода от традиционного дидактического сопровождения к компетентностно-ориентированному.

3. В связи со значительной «отстраненностью» объекта исследования (пожара) от учебной деятельности, обусловленной невозможностью проведения в процессе обучения социально-опасных натурных экспериментов, компетентностно-ориентированное дидактическое сопровождение обучения по специальным дисциплинам необходимо и целесообразно разрабатывать на основе технологий компьютерного моделирования.

4. Компетентностно-ориентированное дидактическое сопровождение обучения по дисциплине «Прогнозирование опасных факторов пожара» на основе компьютерного моделирования должно состоять из планово-нормативного, учебнометодического, ресурсного и оценочио-контролирующего блоков.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка, приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность исследуемой проблемы, определяются объект, цель, предмет, задачи, гипотеза исследования, методологические и теоретические основы исследования; описываются методы и этапы исследования, научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы; раскрываются формы и методы опьггно-поисковой работы при апробации и внедрении результатов в практику, приводятся положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Теоретико-методологические основы подготовки инженера пожарной безопасности как педагогическая проблема» проводится анализ состояния исследуемой проблемы, выявляются особенности формирования готовности курсантов к будущей профессиональной деятельности, уточняется понятийный аппарат исследования, выявляются организационно-педагогические условия профессиональной подготовки инженера пожарной безопасности, обосновывается необходимость использования в образовательном процессе технологий компьютерного моделирования.

Анализ литературы по проблемам подготовки инженеров пожарной безопасности к будущей профессиональной деятельности, образовательного процесса в пожарно-техническом вузе позволил нам выявить ряд существенных особенностей, которые связаны, главным образом, с привлечением курсантов к выполнению служебнобоевых обязанностей с отрывом от занятий, что значительно усложняет процесс обучения. Однако, несмотря на это, требуемый уровень профессионализма и готовность к выполнению работы с постоянным риском должны быть сформированы у курсантов уже к выпуску из учебного заведения.

Формирование готовности к профессиональной деятельности рассматривается в трудах многих ученых, но нам ближе подход К.К. Платонова, который под профессиональной готовностью специалиста понимает субъективное состояние личности, считающей себя подготовленной к выполнению определенной профессиональной деятельности и стремящейся се выполнить. Ведущее место в формировании готовности к деятельности отводится приобретению индивидом знаний, умений и навыков в соответствующей отрасли, а также опыта практической деятельности. Мы считаем, что профессиональную готовность инженера пожарной безопасности можно условно разделить на два вида, каждый из которых формируется и реализуется как независимо от другого, так и в единстве при выполнении различных задач.

Непосредственная ситуативная (психологическая) готовность характеризуется высокой динамичностью психики и в большинстве случаев проявляется непосредственно перед началом деятельности, а также в чрезвычайных или опасных ситуациях. Длительная (заблаговременная) готовность выражается в способности специалиста выполнять соответствующую профессиональную деятельность после окончания учебного заведения и характеризуется тремя взаимосвязанными компонентами: мотивацией, социализацией и профессиональной компетентностью. Мотивация к профессии пожарного формируется у курсантов задолго до поступления в вуз и имеет под собой интеллектуальную подоснову. Социализация в большей степени происходит непосредственно в период обучения, способствует адаптации личности к новой внешней среде и профессиональному становлению специалиста в

будущем. При этом на социализацию затрачивается большое количество времени, которое «затягивает» освоение профессии в чистом виде. В итоге возникает некая диспропорция, в результате которой мотивация и социализация развиваются быстрее профессиональной компетентности, которая «запаздывает» и начинает формироваться только при изучении дисциплин специалиста на старших курсах.

Это подтверждает мониторинг результатов обучения, проводимый на старших курсах и в период дипломирования. Так, курсанты на высоком уровне владеют базовыми и теоретическими знаниями, в то время как практико-ориентированные знания и навыки чаще всего являются посредственными или недостаточными, уровень креативности в процессе решения поставленных задач не выходит за рамки репродуктивного. Выявленная тенденция в соотношении теоретических знаний и практических умений сохраняется и у специалистов, занятых на первичных должностях в системе пожарной охраны. Исследования, проведешше среди выпускников и работодателей, показали, что более 50 % молодых специалистов испытывают затруднения при реализации профессионально-специализированпых компетенций, в то время как развитие универсальных компетенций (общенаучных, инструментальных и социальноличностных) наблюдается более чем у 80 % выпускников.

Подобная ситуация не является случайной и обусловлена существующей системой организации учебно-воспитательного процесса в пожарно-техническом вузе, где доминирует высокая мотивация к профессии пожарного, однако не созданы должные условия для освоения нестандартных форм и моделей реальной профессиональной деятельности при изучении специальных дисциплин. Все это отражается на профессиональной деятельности выпускников, которые не готовы в полной мере к выполнению профессиональных обязанностей в области прогнозирования обстановки на пожаре, разработки и проектирования противопожарных мероприятий, экспертизы проектов и т.д. Таким образом, ГОС ВПО второго поколения уже не обеспечивает требуемого уровня профессиональной готовности выпускника, что обусловлено определенной оторванностью целей и задач высшей школы от требований работодателя. В связи с этим нами были разработаны рекомендации по внесению в образовательный стандарт дополнительных видов деятельности и наполнению содержания профессионально-специализированных компетенций инженера пожарной безопасности, которые позже были учтены во ФГОС ВПО.

Основой ФГОС ВПО является компетентаостный подход. Ученые (А.А. Вербицкий, И.А. Зимняя, А.В. Хуторской и др.) понимают под ним способ достижения нового качества образования, которое в аспекте профессионального образования представляет собой соответствие личностных, профессиональных и социальных характеристик молодого специалиста потребностям жизни, включая потребности самого специалиста, производства и общества. Компетентаостный подход усиливает пракгикоориентированность образования и акцентирует внимание на результатах образовательной деятельности, т.е. способности специалиста действовать в различных практических ситуациях.

Обобщая мнения ученых (А.С. Белкин, А.А. Вербицкий, Э.Ф. Зеер, И.А. Зимняя, А.В. Хуторской, и др.), под компетентностью мы будем понимать обладание человеком соответствующей компетенцией, включающей его личностное отношение к ней и предмету деятельности, а под компетенцией - совокуп-

ность взаимосвязанных качеств личности (знаний, умений, навыков, способов деятельности), задаваемых по отношению к определенному кругу предметов, процессов и необходимых для качественной продуктивной деятельности.

Профессиональная компетентность инженера пожарной безопасности рассматривается нами как интегративное качество личности, основанное на совокупности профессиональных инженерных знаний, практических умений и владений в области анализа и прогнозирования пожаров, опыта деятельности, важных личностных качеств и общекультурных компетенций, свидетельствующих о готовности к самостоятельной трудовой деятельности, способности принимать верные организационно-управленческие решения и на практике решать многочисленные профессиональные задачи, связанные с инженерно-спасательной деятельностью.

На формирование профессиональной компетентности будущего инженера в наибольшей степени влияет формирование совокупности профессиональноспециализированных компетенций, которые подразделяются на группы в соответствии с видами будущей профессиональной деятельности: проектно-конструкторской, сервисно-эксплуатационной, производственно-технологической, организационно-управленческой, научно-исследовательской, экспертной, надзорной и инспекционно-аудиторской. Состав компетенций по каждой области деятельности в соответствии со стандартом относительно стабилен, в то время как компоненты компетенций могут наполняться новым содержанием и трансформироваться в соответствии с развитием науки и техники, созданием новых технологий и направлений деятельности, что непременно отражается на содержании деятельности специалиста в области пожарной безопасности.

Вместе с тем эффективному формированию профессионально-специализированных компетенций препятствует вполне осознанное сопротивление курсантов изучению специальных технических дисциплин, вводимых по учебному плану на младших курсах. Это в значительной степени обусловлено трудностью восприятия учебного материала и недостаточной сформированностью специального понятийно-терминологического аппарата, а также наличием некоторой доли обучаемых с низким уровнем подготовки.

По нашему мнению, преодолеть эти трудности и привести уровень профессиональной подготовки выпускников в соответствие с требованиями, предъявляемыми социальным заказом, возможно при соблюдении в образовательном процессе следующих организационно-педагогических условий: 1) переход от традиционного дидактического сопровождения, направленного на формирование знаний, умений и навыков, к компетентностно-ориентированному, предполагающему формирование всех необходимых компетенций инженера пожарной безопасности в соответствии с видами будущей профессиональной деятельности; 2) интеграционная целостность процесса подготовки инженера пожарной безопасности с учетом профессиональной направленности его содержания; 3) построение учебновоспитательного процесса на основе контекстного обучения.

Создание полноценного компетентностно-ориентированного дидактического сопровождения на основе существующих традиционных технических средств обучения, по нашему мнению, невозможно, что обуславливает необходимость широкого внедрения в образовательный процесс новых информационных технологий.

В работах Н.В. Апатовой, Б.С. Гершунского, И.Г. Захаровой, Т.А. Матвеевой, П.И. Образцова, И.В. Роберт, Б.Е. Стариченко, Н.Ф. Талызиной и др. новые информационные технологии образования рассматриваются как своеобразный синтез средств информационно-вычислительной техники и педагогической науки, позволяющий на системной основе организовать оптимальное взаимодействие между преподавателем и обучающимися с целью достижения гарантированного педагогического результата.

Одним из приоритетных направлений использования информационных технологий при подготовке инженеров пожарной безопасности мы считаем компьютерное моделирование. Технологии компьютерного моделирования не только позволяют создавать модели конкретных производственных объектов и природных процессов, но и дают обучающимся возможность проводить с ними разнообразные эксперименты: видоизменять, моделировать их взаимодействие, изучать различные системы и процессы при разных внешних условиях, что практически невыполнимо при использован™ традиционных средств обучения, так как по объективным причинам проведение натурных экспериментов и многократное воспроизведение гипотетических или произошедших пожаров и взрывов в учебном процессе невозможно.

Завершает первую главу диссертационного исследования вывод о том, что реализацию организационно-педагогических условий профессиональной подготовки инженера пожарной безопасности необходимо проводить с использованием технологий компьютерного моделирования, позволяющих использовать на занятиях примеры, взятые из реальной профессиональной деятельности, а также имитировать эту деятельность для более эффективного развития навыков самостоятельного принятия управленческих решений как в стандартных, так и в чрезвычайных ситуациях.

Во второй главе «Проектирование процесса подготовки инженеров пожарной безопасности на основе компетснтностно-ориентированного дидактического сопровождения» рассмотрена профессиограмма специалиста в области пожарной безопасности, включающая три блока: профессионально-личностный (профессионально важные умения и личностные качества), компетентностный (общекультурные, профессиональные, профессионально-специализированные компетенции) и блок профессиональной готовности (длительная и непосредственная ситуативная готовность), а также выполнено педагогическое проектирование дисциплины «Прогнозирование опасных факторов пожара» на основе компьютерного моделирования.

Дисциплина ПОФП была введена в учебный план в период реорганизации пожарно-технического училища и преобразования его в высшее специализированное техническое учебное заведение - Уральский институт ГПС МЧС России - в качестве инженерно-технической основы специальных дисциплин. Целью изучения дисциплины является овладение курсантами знаниями в области прогнозирования развития пожара, формирование умений на практике решать задачи пожарной безопасности на основе современных методов математического моделирования пожаров и принимать верные проектные и организационно-управленческие решения. Интегративный терминологический аппарат дисциплины ПОФП составлен на основе таких дисциплин, как «Физика», «Химия», «Математика», «Теория горения и взрыва», «Материаловедение», «Физико-химические основы развития и тушения пожаров».

Нами выделены и описаны компоненты профессионально-специализированных компетенций, формируемые при изучении дисциплины ПОФП. Анализ компонентов ПСК, образовательного стандарта, профессиограммы специалиста в области пожарной безопасности, результатов анкетирования работодателей и выпускников позволил выявить несоответствие между требованиями основных заказчиков в лице государства и работодателей и реальным уровнем подготовки выпускников вуза. К основным причинам такого несоответствия относятся: особенности образовательного процесса военизированного вуза; недостаточно высокий уровень подготовки курсантов по общетехническим и физико-математическим дисциплинам; слабая мотивация курсантов к изучению специальных дисциплин; несоответствие дидактического обеспечения учебного процесса современным требованиям к уровню подготовки инженеров пожарной безопасности; «отстраненность» объекта исследования (пожара) от учебной деятельности, отсутствие возможности непосредственного изучения объекта в силу его сложности, социальной опасности, больших материальных затрат на натурное изучение и т.д.

В связи с этим было предложено усовершенствовать дидактическое сопровождение дисциплины ПОФП с использованием современных форм, методов и приемов обучения на основе компьютерного моделирования. Было проведено педагогическое проектирование дисциплины ПОФП, включающее три этапа: моделирование, проектирование и конструирование.

На этапе моделирования разработана модель профессиональной подготовки инженера пожарной безопасности, в которой обозначены организационнопедагогические условия, необходимые для организации эффективного образовательного процесса, исходя из существующего социального заказа, целей и задач подготовки инженера пожарной безопасности (рис. 1).

На этапе проектирования разработан основной компонент этой модели-компетентностно-ориентированное дидактическое сопровождение дисциплины на основе компьютерного моделирования.

Под компетентностно-ориентированпым дидактическим сопровождением дисциплины мы понимаем дидактическое сопровождение, включающее современные средства обучения на основе информационных технологий, позволяющие моделировать в учебном процессе будущую профессиональную деятельность инженера пожарной безопасности и в полной мере реализовывать деятельностный и личностно-ориентированный подходы. Особая роль при этом отводится построению абстрактных моделей, воспроизводящих основные физические или функциональные характеристики рассматриваемого объекта, которые часто ускользают при наблюдении реальных явлений и экспериментов. Модель в таком случае является средством обучения, позволяющим значительно повысить степень усвоения материала при организации учебной деятельности.

Компетентностно-ориентировашюе дидактическое сопровождение дисциплины «Прогнозирование опасных факторов пожара» состоит из четырех блоков: 1) плановонормативного блока, включающего квалификационные требования к обучаемым после изучения дисциплины, структурно-логическую схему дисциплины, рабочую программу, тематический план; 2) учебно-методического блока, включающего методические рекомендации по решению задач и выполнению курсовой работы, методические

Требования образовательного стандарта

Требования работодателей

Цель -профессиональная подготовка специалистов в области пожариой безопасности на основе внедрения в образовательный процесс компетентностно-ориентированного дидактического сопровождения с использованием компьютерного моделирования

Задачи:

• анализ социального заказа и видов профессионально»! деятельности инженера пожарной безопасности

• построение профессиограммы инженера пожарной безопасности

• выявление организационно-педагогических условий профессиональной подготовки инженера пожарной безопасности

• педагогическое проектирование специальной дисциплины с использованием компьютерного моделирования

• внедрение и апробация разработанного компетентностно-ориентированного дидактического сопровождения дисциплины на основе компьютерного моделирования

Органнзацнонпо-педагогические условия профессиональной подготовки

Переход от традиционного дидактического сопровождения, направленного на формирование ЗУН, к компегентностно-ориентнрованному, предполагающему формирование всех необходимых компетенций инженера пожарной безопасности в соответствии с видами будущей профессиональной дея тельности Интеграционная целостность процесса подготовки инженера пожарной безопасности с учетом профессиональной, направленности его содержания Построение образовательного процесса на основе контекстного обучения

КОМПЕТЕНТНОСТНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ ДИДАКТИЧЕСКОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ НА ОСНОВЕ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Плановонормативный блок Учебнометодический блок Оценочно-контролирующий блок Ресурсный блок

Формы обучения:

► лекции

»практические занятия »лабораторные работы »курсовое проектирование

. Методы обучения:

• вербальный • тренинг

• интерактивный * проблемой

• исследовательский • кейс-методы

• демонстрационный

Формы контроля: мониторинг диагностика анализ

самодиагностика

самокоррекция

Компоненты профессионально-специализированных компетенции

В области проектно-конструкторской деятельности В области научно-исследовательской деятельности

В области сервисно-эксшуагационнон деятельности В области оргаяизационяо-уяравленчсской деятельности

В области производственно-технологической деятельности В области экспертной, надзорной и инспекционноаудиторской деятельности

Уровци сформированное!и профессионально-специализированных компетенций

Пороговый (недопустимый) —► Продуктивный —► Продвинутый

Результат - инженер пожарной безопасности, подготовленный к профессиональной деятельности

Рис. 1. Модель профессиональной подготовки инженера пожарной безопасности

рекомендации для подготовки к экзамену, лабораторный практикум, планы-конспекть лекций, методические разработки практических и лабораторных занятий, кейс задания, задачи и тестовые задания дня проведения экзамена и контроля остаточных знаний; 3) ресурсного блока, включающего персональные компьютеры, презентаци онное оборудование, тестовую программу для контроля и оценки знаний обучающих ся «АРМ Тестирование 4.7», моделирующие компьютерные программы: КИС РТ1 (компьютерная имитационная система развития и тушения пожаров в зданиях) ] ШТМСЮЕЬ; 4) оценочно-контролирующего блока, включающего описание балльно рейтинговой системы оценки знаний и умений курсантов, технологическую карт назначения баллов по дисциплине, графики прохождения учебной дисциплины и контроля проведения учебных мероприятий и др.

На этапе конструирования сформирован пакет необходимых плановонормативных, учебно-методических, оценочно-контролирующих документов, определяющих конкретные операциональные действия участников образовательной деятельности и позволяющих максимально использовать возможности компьютерного моделирования на занятиях всех форм: на лекциях, практических занятиях и лабораторных работах, а также при выполнении курсовой работы.

Использование на лекциях визуального сопровождения, отражающего динамику развития пожара, позволяет углубить и расширить объем лекционного материала и в наглядной форме акцентировать внимание на наиболее сложных вопросах. Особенно это необходимо при проведении вводной лекции-презентации, так как ознакомление курсантов с новой учебной дисциплиной и будущей профессиональной деятельностью должно происходить в максимально доступной и информативной форме.

Лабораторные работы, проводимые с использованием компьютерных имитационных систем, позволяют не только сформировать понимание фундаментальных физических основ тепло- и массообмена при пожаре, но и получить первоначальные навыки оценки поведения строительных конструкций при пожаре, а также проектировать системы дымоудаления и пожаротушения.

Практические работы (кейс-задания) направлены на отработку умений и навыков принятия самостоятельных организационно-управленческих решений в условиях, приближенных к реальным. В процессе выполнения кейс-задания курсантам предлагается смоделировать профессиональную ситуацию, найти возможные варианты решения, выбрать из них наиболее эффективное и экономически целесообразное. Это предполагает многократное решение задачи, оценку и сопоставление полученных результатов.

Курсовая работа предполагает комплексное моделирование объекта исследования, анализ, решение прикладных и проектных задач, сопоставление и обоснование применения результатов, полученных с помощью методов моделирования различной степени точности.

Результатом этапа конструирования стала подготовка необходимого ресурсного обеспечения предлагаемого компетентностно-ориентированного дидактического сопровождения дисциплины, включающего адаптированное к рабочей программе дисциплины программное обеспечение (оценочно-контролирующую программу, компьютерную имитационную систему, программы анализа и визуализации данных).

Внедрение и использование компетентностно-ориентированного дидактического сопровождения на основе компьютерного моделирования позволяет активизировать познавательную деятельность курсантов, повысить успеваемость и интерес к занятиям, реализовать в учебном процессе деятельностный подход, использовать активные формы и методы обучения и в целом значительно интенсифицировать процесс подготовки специалистов пожарной безопасности.

Дидактическое сопровождение являлось объектом экспериментальной проверки в опытно-поисковой работе. ^

В третьей главе «Организация и проведение опытно-поисковой работы по формированию профессионально-специализированных компетенций инженера пожарной безопасности на основе компьютерного моделирования» определены цель, задачи, содержание, рассмотрены специфика организации и проведения опытно-поисковой работы, проанализированы и оценены ее результаты.

Опытно-поисковая работа проводилась в три этапа (констатирующий, формирующий, контролирующий), не нарушая естественного хода учебного процесса. В опытно-поисковой работе на базе Уральского института ГПС МЧС России были задействованы 96 курсантов очной формы обучения, обучающихся по специальности «Пожарная безопасность».

На констатирующем этапе была сформулирована цель, заключающаяся в проверке результативности разработанного дидактического сопровождения, изучалось состояние образовательного процесса в вузах системы МЧС, были определены задачи, решаемые в ходе работы. Для того, чтобы определить уровень первоначальной подготовки курсантов перед изучением дисциплины и убедиться в том, что ни одна из наблюдаемых групп значительно не отстает и не опережает другие по уровню знаний, был проведен входной контроль, результаты которого показали, что курсанты всех трех групп (одна контрольная - КГ и две экспериментальные - ЭГ-1 и ЭГ-2) имеют приблизительно одинаковый уровень знаний по общепрофессиональным и естественнонаучным дисциплинам.

В ходе работы дважды проводилось анкетирование, позволившее выявить положительную динамику мотивации курсантов к изучению новой дисциплины, понимание ее межпредметных связей и целесообразность использования технологий компьютерного моделирования в учебном процессе.

На формирующем этапе проводилось обучение курсантов в разных условиях: экспериментальные группы обучались с использованием разработанного компе-тентностно-ориентированного дидактического сопровождения на основе компьютерного моделирования, контрольная группа - в традиционной форме (курсанты прослушали лекционную часть курса, выполнили практические, лабораторные работы и курсовую работу с помощью традиционно используемой программы ЮТМОБЕЬ, сдали экзамен в форме компьютерного теста). Для объективности оценки и сравнения полученных результатов контроль знаний во всех группах проходил одинаково, с использованием балльно-рейтинговой системы оценки знаний.

На контролирующем этапе анализировалась учебная деятельность курсантов и обрабатывались полученные результаты. Анализ выполнения курсантами курсовой работы показал, что более 50 % курсантов КГ выполнили работу на оценку «3», тогда как в ЭГ-1 и ЭГ-2 этот показатель находится в интервале 17-22 %. Вместе с тем

качественный показатель в ЭГ-1 и ЭГ-2 в среднем в два раза выше, чем в КГ (рис. 2).

Результаты промежуточной аттестации по дисциплине свидетельствуют о том, что внедрение специально разработанного дидактического сопровождения дало свои положительные результаты, в результате чего в экспериментальных группах количество слабоуспевающих курсантов наполовину меньше, чем в КГ, тогда как доля успевающих почти в два раза больше (рис. 3).

Для подтверждения гипотезы о различии уровня подготовки курсантов КГ и ЭГ-1 и ЭГ-2 был произведен расчет критерия Крамера-Уэлча на основе результатов аттестации курсантов по дисциплине. Полученные значения при сравнении контрольной группы с экспериментальными (Т^31'= 2,18 и Т:“;ЭГ’'2 = 2,84) строго

КГ ЭГ-1 ЭГ-2 Группа

В оценка "3“ Ш оценка “4" Ш оценка "5"

Рис. 2. Результаты выполнения курсовой работы

КГ ЭГ-1 ЭГ-2 Группа

53 оценка "3" (3 оценка "4" Э оценка “5"

Рис. 3. Результаты аттестации курсантов по дисциплине «Прогнозирование опасных факторов пожара

больше критического значения 1,96. Это говорит о том, что достоверность различий сравниваемых выборок контрольной и экспериментальных групп после окончания эксперимента равна 95 %. В то же время критерий Крамера-Уэлча при сравнении

экспериментальных групп (Т3^1 эг~ = 0,66) показывает, что уровень знаний у курсантов этих групп схож с достоверностью 95%. Можно сделать вывод, что эффект изменений обусловлен именно внедрением и использованием разработанного экспериментального дидактического сопровождения.

Кроме анализа успеваемости в группах проводился мониторинг сформированное™ компонентов профессионально-специализированных компетенций и их анализ. Измерения проводились в части тех компонентов, которые в наибольшей степени формируются при изучении дисциплины ПОФП: способность прогнозировал. обстановку на пожаре, владеть навыками проектирования систем противопожарной защиты объектов, способность принимать организационно-управленческие решения по тушению пожаров и т.д. Мониторинг проходил в четыре этапа (таблица) и включал входной контроль сформированное™; выполнение лабораторных работ, анализ отчетов и ответов на контрольные вопросы по выполненным лабораторным работам; выполнение кейс-заданий, собеседование и анализ результатов выполнения кейс-заданий; анализ курсовой работы, собеседование в ходе ее защиты и анализ выполнения экзаменационного теста.

Начальный уровень сформированное™ компонентов профессиональноспециализированных компетенций определялся на первом этапе на основе анализа выполнения курсантами специально подготовленного практического задания по изучению проектной документации здания, анализу его пожарной опасности, а также разработке пожарно-профилактических мероприятий и проектных решений по обеспечению пожарной безопасности персонала объекта. Знаниевый компонент компетенций измерялся с помощью теста, состоящего из вопросов, соответствующих пороговому уровню сформированное™ компетенций. Результаты первого этапа показали примерно одинаковый уровень сформированное™ компонентов компетенций курсантов всех трех групп.

Динамика формирования компонентов профессионально-специализированных компетенций в процессе обучения, %

Группа Компоненты профессионально-специализированных компетенций по видам деятельности

ПК I СЭ 1 ПТ I НИ 1 ОУ I ЭНИА

1-й тпп входной контроль аЬормированности компонентов компетенций

КГ 23,5 25,6 28,6 1 26,5 20,1 24,8

ЭГ-1 23,7 27,4 27,3 24,8 18,6 23,6

ЭГ-2 26,4 26,2 27,7 27,6 22,4 25,7

2-й этап - выполнение лабораторных работ

КГ 34,2 37,1 47,9 40,1 35.6 30,6

ЭГ-1 46,2 42,5 61,2 54,6 47,8 41,6

ЭГ-2 45,4 46,7 64,7 56,8 48,7 43,5

3-й этап - выполнение кейс-заданий

КГ 43,4 41,2 52,4 46,3 43,3 39,6

ЭГ-1 63,4 53,4 70,3 68,9 68,3 58,7

ЭГ-2 67,0 56,0 71,3 72,4 71,1 58,5

4-й этап - тшита курсовой работы и анализ результатов сдачи экзаменацион юго теста

КГ 57,1 55,2 56,9 56,4 56,4 58,5

ЭГ-1 78,6 77,3 87,3 79,7 73,4 73,6

ЭГ-2 82,3 78,6 85,4 84,9 76,2 76,8

Примечание, здесь И далее Ш - ,.1 ...... «------ -- 1

эксплуатационный вид деятельности; ПТ - производственно-технологический вид деятельности; НИ - научно-исследовательский вид деятельности; ОУ - организационно-управленческий вид деятельности; ЭНИА - экспертный, надзорный и инспекционно-аудиторский вид деятельности.

Результаты второго этапа — выполнения и защиты лабораторных работ показали, что в целом уровень сформированное™ компонентов компетенций в ЭГ-1 и ЭГ-2 выше, чем в КГ, и уже после проведения лабораторных работ приближается к пороговому.

На третьем этапе в процессе выполнения кейс-заданий формирование компонентов компетенций в ЭГ-1 и ЭГ-2 происходит более результативно, чем в контрольной группе. В ЭГ-1 и ЭГ-2 уровень сформированное™ компонентов компетенций превышает пороговый, а по ряду компетенций приближается к продуктивному, в то время как в контрольной группе средний уровень только приближается к пороговому. Устаревшее программное обеспечение, используемое в контроль-

ной группе, не позволило реализовывать кейс-технологию, поэтому кейс-задания в этой группе были заменены традиционными лабораторными работами.

Четвертый этап включал защиту курсовой работы и анализ результатов эк-, заменационного тестирования. В ходе данного этапа выявился устойчивый рост уровня сформированности компонентов компетенций у обучающихся. Однако в ЭГ-1 и ЭГ-2 динамика роста в среднем в два раза выше, чем в КГ. В целом по итогам изучения дисциплины уровень сформированности компонентов компетенций в КГ приблизительно соответствует пороговому. В ЭГ-1 и ЭГ-2 уровень сформированности всех компонентов компетенций превышает продуктивный, а компоненты компетенций в области производственно-технологической деятельности сформированы на продвинутом уровне.

На рис. 4 показана поэтапная динамика развития компонентов компетенций в области производственно-технологической деятельности, формирование которой в большей степени происходило при выполнении лабораторных работ. Это обусловлено тем, что на лабораторных работах курсанты в основном практиковались в построении компьютерных моделей зданий и сооружений и использовании математических моделей пожаров в соответствии с областью их применения, а при выполнении кейс-заданий и курсовой работы они занимались анализом готовых моделей. (На рис. 4: 1-й этап - входной контроль; 2-й этап - выполнение ла-' бораторных работ; 3-й этап - выполнение кейс-заданий; 4-й этап - защита курсовой работы и анализ результатов сдачи экзаменационного теста.)

—4-КГ -и-ЭГ-1 ЭГ-2

Рис. 4. Динамика развития компонентов компетенций в области производственнотехнологической деятельности

Результаты измерений степени сформированности компонентов других профессионально-специализированных компетенций также говорят о повышении результативности подготовки: 1) равномерная динамика развития у обучаемых компонентов компетенций в области ПК, НИ и ЭНИА свидетельствует, что лабораторные работы, кейс-задания и выполнение курсовой работы влияют на их формирование в равной степени; 2) на характер развития компонентов компетенций в области СЭ в большей степени повлияло курсовое проектирование, так как при выполнении курсовой работы навыки, составляющие эти компетенции востребованы сильнее, чем при выполнении лабораторных работ и кейс-заданий; 3) компоненты компе-

тенций в области ОУ в ЭГ-1 и ЭГ-2 развивались в основном при выполнении лабораторных работ и кейс-заданий, позволяющих реализовать творческий подход, что не могло не сказаться на формировании компетенций руководителя. В КГ компоненты данных компетенций развивались в процессе всего обучения равномерно-как составляющие общей профессиональной компетенции обучаемых.

Кроме того, анализ учебной деятельности курсантов по дисциплинам спе-циалитета («Пожарная безопасность в строительстве», «Пожарная тактика», « о-жарная автоматика») изучаемым на старших курсах после освоения дисциплины ПОФП с использованием компетентностно-ориентированного дидактического сопровождения на основе компьютерного моделирования, показал, что курсанты экспериментальных групп в большей степени вовлечены в научно-исследовательскую деятельность, в целом более самостоятельны, настойчивы, активны, инициативны, чем обучаемые из контрольной группы. Успеваемость в экспериментальных группах приблизительно на 20 % выше, чем в контрольной.

Таким образом, прослеживается более выраженная динамика роста уровня сформированное™ компонентов профессионально-специализированных компетенций у курсантов экспериментальных групп в процессе реализации разработанного компетентностно-ориентированного дидактического сопровождения дисциплины на основе компьютерного моделирования, что полностью согласуется с концептуальными положениями нашего исследования и подтверждает правильность выбранного направления организации педагогического процесса. Компоненты профессиональноспециализированных компетенций инженера у курсантов экспериментальных групп можно считать сформированными (достигли продуктивного уровня).

Эффективность спроектированного и реализованного на практике компе-тентностно-ориентированного дидактического сопровождения дисциплины ПОФП на основе компьютерного моделирования и комплекса организационнопедагогических условий профессиональной подготовки инженера пожарной безопасности подтверждает выдвинутую гипотезу и правильность концептуальных

положений, вынесенных на защиту.

В заключении подведены общие итоги проведенного исследования и представлены его основные результаты и выводы:

1, Актуальность проблемы создания и практического применения компе-тентностно-ориентированного дидактического сопровождения дисциплины «Прогнозирование опасных факторов пожара» на основе компьютерного моделирования обусловлена невозможностью непосредственного изучения объекта исследования (пожара) в существующих условиях образовательного процесса, необходимостью поиска новых средств обучения, позволяющих осуществлять подготовку компетентных специалистов в области пожарной безопасности, способных самостоятельно принимать ответственные организационно-управленческие решения, прогнозируя при этом возможные последствия, имеющих высокую мотивацию к работе, самообразованию, самосовершенствованию в профессиональной деятельности с учетом особенностей обучения в военизированном вузе.

2. Уточнена структура и содержание профессиограммы специалиста в области пожарной безопасности, включающей профессионально-личностный блок (профессионально важные умения и личностные качества), компетентностныи

блок (общекультурные, профессиональные и профессионально-специализированные компетенции) и блок профессиональной готовности , (непосредственная ситуативная и длительная готовность). -

3. Обоснована и разработана модель профессиональной подготовки инженера пожарной безопасности с использованием компетентностно-ориентированного дидактического сопровождения дисциплины «Прогнозирование опасных факторов пожара» на основе компьютерного моделирования. ’

4. Выявлены организационно-педагогические условия,' позволяющие обеспечить уровень профессиональной подготовленности'выпускников, соответствующий требованиям, определяемым социальным заказом: 1) переход от традиционного дидактического сопровождения, направленного на формирование знаний, умений и навыков, к компетентностно-ориентированному, предполагающему формирование всех необходимых компетенций инженера пожарной безопасности в соответствии с видами будущей профессиональной деятельности; 2) интеграционная целостность процесса подготовки инженера пожарной безопасности с учетом профессиональной направленности его содержания; 3) построение учебновоспитательного процесса на основе контекстного обучения.

5. Разработано и апробировано компетентностно-ориентированное дидактическое сопровождение дисциплины «Прогнозирование опасных факторов пожара» на основе компьютерного моделирования, включающее планово-нормативный, учебно-методический, ресурсный и оценочно-контролирующий блоки.

6. Результаты опытно-поисковой работы позволяют нам утверждать, что цель исследования достигнута, и выдвинутая гипотеза подтверждена.

Выполненное исследование не раскрывает всей полноты возможностей проектирования образовательного процесса на основе компьютерного моделирования и представляет собой один из возможных вариантов его организации. Актуальными остаются вопросы дальнейшего совершенствования компетентностной модели подготовки специалистов с использованием новых методологических подходов; классификации и содержания компетенций и их отдельных компонентов; уточнения содержания компетенций в соответствии с новыми видами деятельности; мониторинга уровня сформировапности компонентов профессионально-специализированных компетенций инженеров пожарной безопасности; интеграции специальных дисциплин между собой и с практической деятельностью.

Основные положения и результаты исследования отражены в следующих публикациях:

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации основных результатов диссертационных'исследований

1. Субачева, А.А. Имитационное моделирование развития и тушения пожаров в системе подготовки специалистов противопожарной службы / А.А. Субачева, С.В. Субачев // Прикладная информатика. - 2008. - № 4. - С. 27 - 37.

2. Субачева, А.А. Внедрение информационных технологий для дидактического сопровождения специальных технических дисциплин при подготовке специалистов профессии риска / А.А. Субачева, Б.Н. Гузанов // Вестник Челябинского государственного педагогического университета. - Челябинск, 2010. -№ 6. - С. 64 - 76.

3. Субачева, А.А. Проектирование дидактического обеспечения профессиональной подготовки курсантов специального технического вуза на основе технологий компьютерного моделирования / А.А. Субачева. Б.Н. Гузанов // Мир науки, культуры, образования. - 2011. - № 6 (31). - Ч. 1.-С.98-101.

Статьи в сборниках научных трудов и материалов научно-практических конференций

4. Субачева, А.А. Реализация интегральной математической модели пожара в компьютерной имитационной системе развития пожара в здании / А.А. Субачева, С.В. Субачев // Актуальные проблемы обеспечения безопасности : материалы [I Международной научно-практической конференции / УрИ ГПС МЧС России, Екатеринбург, 5 декабря 2007 г. - Екатеринбург : Ажур, 2008. - С. 217-221.

5. Субачева, А.А. Проблемы, перспективы и опыт использования имитационных мультимедийных технологий при изучении дисциплины «Прогнозирование опасных факторов пожара» / А.А. Субачева, С.В. Субачев // Новые информационные технологии в образовании : материалы Международной научно-практической конференции, 26 - 28 февраля 2008 г. : В 2 ч. / ГОУ ВПО «Рос. гос. проф.-лед. ун-т». - Екатеринбург, 2008. Ч 2. - С. 92 - 94.

6. Субачева, А.А. Подготовка специалистов противопожарной службы на основе компьютерного тренажера по организации тушения пожаров / А.А. Субачева. С.В. Субачев // Управление непрерывным образованием : структура, содержание, качество : материалы VI Международной научно-практической конференции / Урал. гос. пед. ун-т. - Екатеринбург, 2008. - С. 303 - 305.

7. Субачева, А.А. Реализация деятельностного подхода в условиях информатизации образовательного процесса / А.А. Субачева, Б.Н. Гузанов // Информационновычислительные технологии и их приложения : сборник статей VIII Международной научно-практической конференции / МНИЦ ПГСХА. - Пенза, 2008. - С. 124 - 127.

8. Субачева, А.А. Мультимедийное сопровождение вводной лекции при изуче-

нии сложных технических дисциплин / А.А. Субачева // Современные проблемы науки, образования и производства: материалы Международной научно-

практической конференции студентов, аспирантов, специалистов, преподавателей н молодых ученых, 29 мая 2009 г. / ВГИПУ. - Нижний Новгород, 2009. - С. 301 - 304.

9. Субачева, А.А. Роль информационных технологий в повышении качества образовательного процесса в вузе / А.А. Субачева // Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике: сборник статей IX Международной научно-технической конференции. - Пенза: Приволжский Дом знаний, 2009. -С. 215-217.

10. Субачева, А.А. Особенности моделирования технологических процессов при изучении специальных технических дисциплин / А.А. Субачева // Актуальные вопросы современной науки : материалы VII Международной Интернет-конференции, Таганрог. 3! января 2010 г. : сборник научных трудов / под ред. Г.Ф. Гребенщикова. — .Москва : Спутник +, 2010. - С. 234 - 237.

11. Субачева, А.А. Формирование готовности специалиста пожарной безопасности на основе имитационных технологий / А.А. Субачева // Инновационность и технологизацня в современной России: опыт, проблемы, перспективы :

материалы Всероссийской научно-практической конференции, Волгоград, март -апрель 2010 г. - Москва : Глобус, 2010. - С. 270 - 275.

12. Субачева, А.А. Использование систем моделирования тепломассообмена при изучении пожаров в зданиях в процессе подготовки инженеров пожарной безопасности / А.А. Субачева [и др.] // материалы Международной школы-семинара «Физика в системе высшего и среднего образования России» / под ред. Г.Г. Спирина. - Москва : АПР, 2010 - С. 273 - 274.

13. Субачева, А.А. Повышение эффективности образовательного процесса в техническом вузе средствами компьютерного моделирования / А.А. Субачева, С.В. Субачев // Актуальные проблемы пожарной безопасности, предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций: материалы Международной научнопрактической конференции, 18-19 ноября 2010 г. / КТИ МЧС РК - Кокшетау 2010.-С. 282-286.

14. Субачева, А.А. Практика использования компьютерного моделирования пожаров при подготовке специалистов пожарной безопасности / А.А. Субачева,

С.В. Субачев // Безопасность критичных инфраструктур и территорий : материалы IV Всероссийской конференции и XIV школы молодых ученых. / УрО РАН. -Екатеринбург, 2011. - С. 204-205.

Учебно-методические издания

15. Субачева, А.А. Компьютерная имитационная система развития и тушения пожаров в зданиях : руководство пользователя / А.А. Субачева, С.В. Субачев - Екатеринбург, 2009. - 15 с.

16. Субачева, А.А. Прогнозирование опасных факторов пожара: лабораторный практикум. Интегральная математическая модель пожара в помещении / А. А. Субачева [и др.] //: УрИ ГПС МЧС России. - Екатеринбург, 2010. - 43 с.

17. Субачева, А.А. Прогнозирование опасных факторов пожара : рабочая программа по специальности 280104.65 - Пожарная безопасность / А.А. Субачева, Д.И. Терентьев // ФГОУ ВПО «УрИ ГПС МЧС России». - Екатеринбург, 2011. -35 с.

18. Субачева, А.А. Прогнозирование опасных факторов пожара : методические рекомендации для подготовки к экзамену по специальности 280104.65 -Пожарная безопасность / А.А. Субачева, Д.И. Терентьев // ФГБОУ ВПО «УрИ ГПС МЧС России. - Екатеринбург, 2011. — 26 с.

' Подписано в печать гб.0/-20/г Формат 60x84/16.

Бумага для множ, аппаратов. Печать плоская.

Уел. печ. л. 1,6. Уч.-изд. л. 1,8. Тираж 130 экз. Заказ № 3/5 ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессиональнопедагогический университет». 620012, Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11

Ризограф ФГБОУ ВПО «Уральский институт ГПС МЧС России».

, 620062, Екатеринбург, ул. Мира, 22.

Текст диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Субачева, Алла Александровна, Екатеринбург

61 ; 2-13/633

ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет»

На правах рукописи

\ff/j

* $ /

V i

Субачева Алла Александровна

«BSSSSSKKSKKESESíS*

Ш^ОСНОВЕШЗМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

13.00.08 - теория и методика профессионального образования

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Б.Н. Гузанов

ЕКАТЕРИНБУРГ - 2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................3

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОДГОТОВКИ ИНЖЕНЕРА ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ КАК ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА...................................................................3

1.1. Психолого-педагогические особенности формирования готовности курсантов специального вуза к будущей

профессиональной деятельности.....................................................................13

1.2. Организационно-педагогические условия профессиональной подготовки инженера пожарной безопасности на основе компетентностного подхода.............................................................................33

1.3. Активизация познавательной деятельности будущих инженеров пожарной безопасности средствами информационных технологий............78

1.4. Выводы по первой главе............................................................................99

ГЛАВА 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОДГОТОВКИ ИНЖЕНЕРОВ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НА ОСНОВЕ КОМПЕТЕНТНОСТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО

ДИДАКТИЧЕСКОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ...............................................102

2.1. Особенности профессиональной подготовки инженера пожарной безопасности....................................................................................................102

2.2. Дидактическое сопровождение учебного процесса на основе технологий компьютерного моделирования................................................118

2.3. Работа с имитационной системой...........................................................143

2.4. Выводы по второй главе..........................................................................149

ГЛАВА 3. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОВЕДЕНИЕ ОПЫТНО-ПОИСКОВОЙ РАБОТЫ ПО ФОРМИРОВАНИЮ ПРОФЕССИОНАЛЬНО-СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ ИНЖЕНЕРА ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ СРЕДСТВАМИ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ..................151

3.1. Содержание и организация опытно-поисковой работы.......................151

3.2. Анализ и оценка результатов опытно-поисковой работы....................154

3.3. Выводы по третьей главе.........................................................................174

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................................................................................175

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ....................................178

ПРИЛОЖЕНИЯ.................................................................................................198

ВВЕДЕНИЕ

Одним из главных факторов, обеспечивающих требуемое качество подготовки специалистов, является наличие в вузе научно обоснованной компетентностно-ориентированной основной образовательной программы, акцентирующей цели обучения не только на достижении выпускником заявленной квалификации, но и на его готовности к самостоятельной профессиональной деятельности при окончании учебного заведения в соответствии с приобретенными компетенциями и требованиями работодателя. Особое значение это приобретает для ряда профессий, где оценочным показателем профессиональной пригодности является готовность выпускника к творческой и эффективной работе при наличии постоянного риска возникновения разнообразных по проявлению и угрозе производственных ситуаций, часто носящих стихийный и непредсказуемый характер. Например, для инженера пожарной безопасности важной является не только способность работника самостоятельно принимать нестандартные, адекватные внешним воздействиям решения, но и способность нести ответственность за последствия подобных решений.

V* о

экспертов, главной причинои подобного отставания является не столько низкий уровень теоретических знаний, сколько отсутствие специальных практических навыков, которые не удалось в достаточной степени сформировать из-за значительной «отстраненности» объекта исследования (пожара) от учебной деятельности в силу невозможности проведения в процессе обучения разносторонних социально опасных натурных экспериментов с целью воспроизведения реальных пожаров разных уровней сложности. В связи с этим, методика профессиональной подготовки специалистов в области пожарной безопасности должна обеспечивать опережающее обучение и обязательное включение современных средств дидактического обеспечения на основе широкого внедрения информационных технологий и, в частности, технологий компьютерного моделирования как одного из эффективных методов изучения сложных динамичных систем. Это должно позволить значительно сблизить учебный

процесс и будущую профессиональную деятельность, сформировать у курсантов в период обучения в вузе необходимый уровень профессионально-специализированных компетенций (ПСК) и личную готовность к эффективному и ответственному выполнению стоящих перед ними профессиональных задач. В результате, это позволит снизить негативные последствия, связные с разнообразными пожарами.

На научно-методическом уровне актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки компетентностно-ориентированного дидактического сопровождения и организации обучения на дисциплинах специалитета в системе подготовки инженеров пожарной безопасности с применением компьютерного моделирования, обеспечивающих формирование требуемого уровня профессионально-специализированных компетенций выпускников.

Основные понятия исследования:

Профессиональная компетентность инженера пожарной безопасности - интегративное качество личности, основанное на совокупности профессиональных инженерных знаний, практических умений и владений в области анализа и прогнозирования пожаров, опыта деятельности, важных личностных качеств и общекультурных компетенций, свидетельствующих о готовности к самостоятельной трудовой деятельности, способности принимать верные организационно-управленческие решения и на практике решать многочисленные профессиональные задачи, связанные с инженерно-спасательной деятельностью.

Компетентностно-ориентированное дидактическое сопровождение дисциплины - дидактическое сопровождение, включающее в себя

современные средства обучения на основе информационных технологий, позволяющие моделировать в учебном процессе будущую профессиональную деятельность инженера пожарной безопасности и в полной мере реализовывать деятельностный и личностно-ориентированный подходы.

• между необходимостью полного и глубокого изучения пожара как сложного физического процесса и социально опасного явления и невозможностью многократного проведения в процессе обучения полномасштабных натурных экспериментов или непосредственного изучения уже произошедших пожаров.

В диссертационном исследовании введено следующее ограничение: профессиональная подготовка инженеров пожарной безопасности рассматривается в контексте дисциплин специалитета ФГБОУ ВПО «Уральский институт Государственной противопожарной службы МЧС России» на примере дисциплины «Прогнозирование опасных факторов пожара» (ПОФП).

Цель исследования - теоретически обосновать, разработать и

апробировать в ходе опытно-поисковой работы компетентностно-ориентированное дидактическое сопровождение процесса обучения специальным дисциплинам на основе компьютерного моделирования как средства подготовки к профессиональной деятельности.

Объект исследования - процесс профессиональной подготовки инженеров пожарной безопасности.

Предмет исследования — компетентностно-ориентированное дидактическое сопровождение процесса обучения специальным дисциплинам на основе компьютерного моделирования.

В качестве гипотезы исследования выдвинуты следующие предположения:

• при переходе от традиционного дидактического сопровождения, направленного на формирование знаний, умений и навыков, к компетентностно-ориентированному, предполагающему формирование всех необходимых компетенций инженера пожарной безопасности в соответствии с видами будущей профессиональной деятельности;

• при построении образовательного процесса на основе контекстного обучения.

В соответствии с проблемой, целью и выдвинутой гипотезой определены задачи исследования:

1. Проанализировать состояние проблемы исследования и определить особенности профессиональной подготовки инженеров пожарной безопасности.

4. Теоретически обосновать и разработать компетентностно-ориентированное дидактическое сопровождение дисциплины ПОФП на основе компьютерного моделирования.

5. В ходе опытно-поисковой работы проверить результативность формирования профессионально-специализированных компетенций при реализации в учебном процессе компетентностно-ориентированного дидактического сопровождения профессиональной подготовки на основе компьютерного моделирования.

Теоретико-методологическую основу исследования составляют: личностно-ориентированные теории развивающего обучения (H.A. Алексеев, В.И Загвязинский, В.В. Сериков, В.А. Сластенин, И.С. Якиманская и др.); основные положения компетентностного (В.И. Байденко, A.C. Белкин, A.A. Вербицкий, Э.Ф. Зеер, И.А. Зимняя, Ю.Г. Татур, A.B. Хуторской и др.); деятельностного подходов (JI.C. Выготский, П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов,

A.Н. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн, Н.Ф. Талызина, В.Д. Шадриков, Д.Б. Эльконин и др.); теория интеграционной целостности образовательного процесса (B.C. Безрукова, М.Н. Берулава, Н.К. Чапаев и др.); работы по проблемам педагогического проектирования (С.И.Архангельский,

B.C. Безрукова, В.П. Беспалько, H.H. Тулькибаева, Н.Е. Эрганова и др.); исследования по проблемам теории профессионального и профессионально-педагогического образования (П.Ф. Кубрушко, B.C. Леднев, A.M. Новиков, Г.М. Романцев, Е.В. Ткаченко, В.А. Федоров и др.); работы в области теории формирования готовности к деятельности (Б.Г. Ананьев, М.И. Дьяченко, Г.Н. Жуков и др.); в области методологии, теории и практики информатизации образования (Н.В. Апатова, Б.С. Гершунский, А.П. Ершов, И.Г. Захарова, Т.А. Матвеева, П.И. Образцов, И.В. Роберт, Н.Ф. Талызина и др.); различные практические аспекты профессиональной подготовки студентов (С.И. Архангельский, Б.Н. Гузанов, В.И Загвязинский, Г.К. Смолин и др.); научные положения об особенностях подготовки сотрудников МЧС России (B.C. Артамонов, H.H. Брушлинский, М.П. Миронов, В.Б. Моторин, А.Н. Членов, Ю.С. Шойгу, и др.).

передового педагогического опыта, моделирование; эмпирические -педагогическое наблюдение, беседа (индивидуальная и групповая), анкетирование, тестирование, методы статистической обработки данных, полученных в результате опытно-поисковой работы.

Этапы исследования. Диссертационное исследование осуществлялось в три этапа, с 2007 по 2011 г.

Второй этап - формирующий (2009-2010). На данном этапе уточнялись теоретические основы исследования, разрабатывалась модель профессиональной подготовки инженера пожарной безопасности при изучении специальных дисциплин, определялись дидактические аспекты проектирования образовательного процесса. С учетом накопленного эмпирического материала было разработано и апробировано компетентностно-ориентированное дидактическое сопровождение дисциплины ПОФП на основе компьютерного моделирования.

Основными методами исследования на третьем этапе являлись систематизация, анализ и обобщение результатов опытно-поиск