Электронно-обучающий комплекс как средство формирования профессиональных компетенций в процессе экологической подготовки студентов технических вузов

Загребина, Екатерина Ильдусовна

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: Электронно-обучающий комплекс как средство формирования профессиональных компетенций в процессе экологической подготовки студентов технических вузов

Автореферат

Автор научной работы: Загребина, Екатерина Ильдусовна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Казань
Год защиты: 2011
Специальность ВАК РФ: 13.00.08

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Электронно-обучающий комплекс как средство формирования профессиональных компетенций в процессе экологической подготовки студентов технических вузов"

ЗАГРЕБИНА Екатерина Ильдусовна

ЭЛЕКТРОННО-ОБУЧАЮЩИЙ КОМПЛЕКС

КАК СРЕДСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ В ПРОЦЕССЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКИХ ВУЗОВ

13.00.08 - теория и методика профессионального образования

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

1 9 МАЙ 2011

Казань-2011

4846534

Работа выполнена в лаборатории общепрофессиональной и естественно-научной подготовки Российской академии образования «Институт педагогики и психологии профессионального образования»

Научный руководитель: доктор педагогических наук

Муравьева Елена Викторовна

ГОУ ВПО «Казанский государственный технический университет им. А. К Туполева»;

кандидат технических наук Грузкова Светлана Юрьевна

Учреждение РАО «Институт педагогики и психологии профессионального образования»

Официальные оппоненты: доктор педагогических наук, профессор

Нигматов Зямиль Газизович

ГОУ ВПО «Татарский государственный

гуманитарно-педагогический

университет»;

кандидат педагогических наук, доцент Айтуганов Иль Маннафович

Учреждение РАО «Институт педагогики и психологии профессионального образования»

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Тольяттинский

государственный университет»

Защита состоится 31 мая 2011 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 008.012.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора педагогических наук и доктора психологических наук при учреждении Российской академии образования «Институт педагогики и психологии профессионального образования» по адресу: 420039, г. Казань, ул. Исаева, д. 12

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института Электронная версия автореферата размещена на официальном сайте учреждения Российской академии образования «Институт педагогики и психологии профессионального образования» 29 апреля 2011г.: http://www.kcn.ru/tatj4i/science/ispo_rao

Автореферат разослан 29 апреля 2011 г.

Ученый секретарь /¿7 /\)

диссертационного совета / Х/Й^Й^5^---— А.Р. Масалимова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В условиях неблагоприятной экологической ситуации, перехода на международные стандарты технологических процессов и производимой продукции, обязательности экологической экспертизы всех инвестиционных проектов необходима разработка эффективных образовательных программ, содержание которых предусматривает формирование экологической подготовки специалистов в соответствии с направлением и профилем обучения.

Система экологической подготовки должна не просто фиксировать достигнутый уровень знаний, но и носить проблемный, поисковый характер. Она призвана не только соответствовать реалиям времени, но и быть ориентированной на будущее, нацеленной на то, чтобы современный инженер, являясь специалистом в своей области, мог оценить реальные последствия профессиональной деятельности с точки зрения охраны окружающей среды и компетентно решать проблемы экологии.

Кроме того, сложившиеся в настоящее время социально-экономические и социально-культурные условия, а также переход на образовательные стандарты высшего профессионального образования третьего поколения требуют подготовки компетентных специалистов, способных ориентироваться в потоке постоянно меняющейся информации, а также умеющих самостоятельно и творчески мыслить. На сегодняшний день это невозможно без применения информационных образовательных технологий в учебном процессе. Использование в частности имитационных компьютерных игр, геоинформационных технологий, электронно-обучающих комплексов, позволяет модернизировать и интенсифицировать процесс экологической подготовки.

Информационные образовательные технологии рассматривают в педагогической науке как средства и методы подготовки, передачи и предоставления информации для студента, использующие компьютер в качестве динамично развивающегося средства поддержки образовательного процесса, кардинально меняющего систему методов образования (Л.Х. Зайнутдинова, Г.И. Кирилова, К.Г. Кречетников, И.В. Роберт, В.А. Трайнев, И.В. Трайнев). Образовательный процесс становится более эффективным за счет реализации дидактических возможностей и активизации учебно-познавательной деятельности, более интересным, интерактивным. Кроме того, он позволяет включать различные каналы восприятия информации, что, несомненно, повышает качество знаний студентов.

Проблемами экологического образования и условиями их решений занимались С.Н. Глазачев, С.Д. Дерябо, А.Н. Захлебный, И.Д. Зверев, Д.Н. Кавта-радзе, В.А. Кобылянский, Н.М. Мамедов, Л.В. Моисеева, Е.В. Муравьева, И.Т. Суравегина, В.А. Левин и др.

Г\

разработку методик их использования. Вопросами создания различных педагогических технологий и общими проблемами, возникающими при их разработке, занимались В.П. Беспалько, A.A. Вербицкий, Б.С. Гершунский, И.Г. Захарова, Г.В. Ивишна, Г.И. Кирилова, Н.Ф. Талызина, В.А. Трайнев, И.В. Трайнев. Психолого-педагогические основы использования информационных технологий в образовательном процессе рассмотрены в работах В.П. Беспалько, К.Г. Кречет-никова, Е.И. Машбиц, Е.С. Полат, И.В. Роберт, В.А. Сластенина и др.

Проблемами компетентностного подхода в профессиональном образовании занимались В.И. Байденко, Р.Х. Гильмеева, И.А. Зимняя, Г.В. Мухаметзя-нова, A.M. Хуторской, H.A. Читалин и др.

На основании анализа существующих работ можно констатировать, что эффективное использование информационных образовательных технологий в экологической подготовке студентов является динамично развивающейся областью исследования. Однако, несмотря на немалое количество научных работ по проблематике данного диссертационного исследования, многие теоретические и практические вопросы пока еще не решены.

В связи с этим можно сформулировать следующие противоречия:

- между потребностью современного общества в инженерах с высоким уровнем экологической подготовки и недостаточной разработанностью образовательных технологий, обеспечивающих формирование необходимых профессиональных компетенций;

- между возможностями информационных образовательных технологий и их ограниченным применением в процессе экологической подготовки студентов технических вузов.

Исходя из этого, была сформулирована проблема исследования: каковы структура и содержание электронно-обучающего комплекса, обеспечивающего эффективное формирование профессиональных компетенций в процессе экологической подготовки студентов технических вузов.

Цель исследования заключается в теоретическом обосновании, разработке и экспериментальной проверке электронно-обучающего комплекса, способствующего формированию профессиональных компетенций и повышению эффективности экологической подготовки студентов технических вузов.

\ Объект исследования: процесс экологической подготовки студентов технических вузов.

Предмет исследования: разработка и использование электронно-обучающего комплекса в качестве средства формирования профессиональных компетенций в экологической подготовке студентов технических вузов.

- организовать процесс экологической подготовки студентов технических вузов на основе синтеза современных тенденций развития экологического образования и информационных образовательных технологий;

- обосновать и разработать модель экологической подготовки студентов технических вузов на основе информационных образовательных технологий;

- разработать и внедрить электронно-обучающий комплекс в процесс экологической подготовки студентов технических вузов.

В соответствии с целью исследования для проверки выдвинутой гипотезы были поставлены следующие задачи:

1. Определить возможности применения информационных образовательных технологий в экологической подготовке студентов технических вузов.

2. Разработать модель экологической подготовки студентов технических вузов на основе информационных образовательных технологий.

3. Обосновать структуру и разработать содержание электронно-обучающего комплекса «Экология» для студентов технических вузов.

4. Проверить эффективность внедрения электронно-обучающего комплекса в процесс экологической подготовки студентов технических вузов.

Теоретико-методологическую базу исследования составили:

- научные исследования в области экологического образования (A.A. Вербицкий, И.Т. Гайсин, С.Н. Глазачев, И.Д. Зверев, JI.B. Моисеева, Е.В. Муравьева, И.Т. Суравегина и др.);

- теоретические основы гуманизации и гуманитаризации педагогического процесса в высшей технической школе (Э.А. Арустамов, JI.A. Волович, Г.В. Мухаметзянова, М.И. Надеева, Т.М. Трегубова и др.);

- теоретические подходы к формированию экологического сознания и экологической культуры (С.Д. Дерябо, А.Н. Захлебный, Н.М. Мамедов, В.И. Медведев, Т.Г. Чуйкова и др.);

- теория целостного педагогического процесса и педагогических систем (В.Г. Беспалько, Б.С. Гершунский, В.В. Краевский, Г.П. Селевко, А.Д. Урсул, В.А. Левин и др.);

- концепции, модели подготовки компетентных специалистов (Л.А. Волович, Р.Х. Гильмеева, И.А. Зимняя, В.Ш. Масленникова, Г.У. Матушанский, Г.В. Мухаметзянова, В.А. Сластенин, Н.Ф. Талызина и др.);

- подходы к моделированию профессиональной деятельности и содержания профессионального образования (Б.С. Гершунский, B.C. Леднев, И.Я. Лер-нер, Е.В. Ткаченко, H.A. Читалин, B.C. Щербаков и др.);

- научные исследования в области применения информационных образовательных технологий в образовательном процессе (И.Г. Захарова, Г.И. Кирилова, К.Г. Кречетников, Е.И. Машбиц, Е.С. Полат, И.В. Роберт, В.А. Трайнев, И.В. Трайнев и др.);

- основные положения теории учебника и учебных изданий (А.И. Башмаков, В.П. Беспалько, И.Д. Зверев, С.Д. Смирнов, Н.Ф. Талызина, С.А. Христо-чевский и др.);

- теория дидактики и методики обучения с использованием электронных средств (В.Я. Виленский, В.А. Буль, Л.Х. Зайнутдинова, Д.Ш. Матрос, П.И. Образцов, A.B. Соловов и др.).

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:

1. Теоретические, включающие изучение и системный анализ отечественной и зарубежной философской, педагогической, психологической и методоло-

гическон литературы в области экологической подготовки студентов высшей профессиональной школы; конкретизация и обобщение, изучение нормативных документов, метод моделирования и проектирования процесса обучения.

2. Эмпирические, включающие педагогический эксперимент, анализ учебных планов и программ, мониторинг учебной деятельности, разработку электронно-обучающего комплекса, пособия по экологии, анкетирование, тестирование, статистическую обработку результатов исследования, их графическое представление.

Экспериментальной базой исследования послужили Институт авиации, наземного транспорта и энергетики, факультет автоматики и электронного приборостроения, Институт технической информатики и кибернетики, Институт радиоэлектроники и телекоммуникаций, Инженерно-экономический институт Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева.

Этапы исследования.

Первый этап (2004-2006 гг.) - поисковый и диагностический. Изучались общие вопросы экологической подготовки с позиций экоцентризма, аспекты экологизации в высшей технической школе, тенденции проведения учебных занятий по экологии у студентов технических вузов, определялись аспекты использования информационных образовательных технологий в учебной деятельности.

Второй этап (2006-2008 гг.) - разработка структуры и модели экологической подготовки студентов технических вузов, базирующейся на основе информационных образовательных технологий, разработка теоретической базы исследования.

Третий этап (2008-2011 гг.) - разработка, апробация и экспериментальное внедрение электронно-обучающего комплекса «Экология», обработка результатов исследования, корректировка содержания исследования, обобщение результатов внедрения.

Научная новизна исследования состоит в том, что:

1. Разработана модель экологической подготовки студентов технических вузов на основе информационных образовательных технологий, базирующаяся на компетентностном и экоцентрическом подходах и решающая задачи обновления содержания экологической подготовки, формирования профессиональных компетенций с позиций экоцентризма, реализации информационных образовательных технологий в экологической подготовке с учетом принципов экоцентризма, интеграции, модульности, вариативности, интерактивности, индивидуализации, интенсификации учебного процесса, целесообразности применения средств информационных образовательных технологий, стимулирования и мотивации.

задач) в соответствии с требованиями педагогического дизайна, который может быть использован в экологической подготовке студентов технических вузов для всех направлений (базовый уровень), а также в процессе экологической подготовки студентов направления «Техносферная безопасность» (углубленный уровень).

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что:

- определены возможности применения информационных образовательных технологий в экологической подготовке студентов технических вузов, заключающиеся в моделировании экологических последствий своей профессиональной деятельности;

- разработана модель экологической подготовки студентов технических вузов на основе информационных образовательных технологий, учитывающая современные требования, предъявляемые к будущим инженерам с позиций формирования профессиональных компетенций и обеспечивающая основу для подготовки специалистов направления «Техносферная безопасность» и других технических направлений.

Практическая значимость исследования заключается в том, что разработан электронно-обучающий комплекс по экологии, который благодаря двухуровневой структуре может быть использован преподавателями при совершенствовании структуры и содержания экологической подготовки студентов технических вузов для всех направлений (базовый уровень), а также в процессе экологической подготовки студентов направления «Техносферная безопасность», для которых «Экология» является дисциплиной профессионального цикла (углубленный уровень), способствующий формированию профессиональных компетенций студентов с позиций экоцентризма.

На защиту выносятся:

- модель экологической подготовки студентов технических вузов на основе информационных образовательных, решающая задачи обновления содержания экологической подготовки, формирования профессиональных компетенций с позиций экоцентризма, реализации информационных образовательных технологий в экологической подготовке;

- двухуровневый электронно-обучающий комплекс «Экология», позволяющий осуществлять подготовку высококвалифицированных инженеров на основе информационных образовательных технологий.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечиваются изучением, глубоким анализом большого числа научной литературы и опорой на фундаментальные педагогические работы по исследуемой проблеме; применением комплекса теоретических и эмпирических методов исследования, адекватных проблеме исследования, его целям, задачам, гипотезе; научной апробацией исследования, ход и результаты которого обсуждались на всероссийских и международных конференциях и отражены в публикациях; личным опытом работы автора в высшем учебном заведении в должности старшего преподавателя.

Апробация и внедрение результатов исследования.

Результаты диссертационного исследования внедрены в Казанском государственном техническом университете им. А.Н. Туполева, а также в отчетах лаборатории естественно-математической и общепрофессиональной подготовки ИПППО РАО за 2007-2009 годы. Основные положения и результаты исследования докладьшались и обсуждались на международных и всероссийских научных конференциях и семинарах: Международной научно-практической конференции «ИТО-Поволжье» (г. Казань, 2007 г.), межрегиональной научно-практической конференции «Состояние и проблемы профессионального образования: региональный аспект» (г. Зеленодольск, 2008 г.), Международной научно-практической конференции «Компетентностный подход к профессионально-культурному становлению специалиста» (г. Казань, 2008 г.), Всероссийской научно-практической конференции «Развитие многоуровневой системы подготовки специалистов в области машиностроения» (г. Казань, 2009 г.), II международном экологическом конгрессе ЕЬР1Т «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов» (г. Тольятти, 2009 г.), Международной научно-практической конференции «Современные проблемы безопасности жизнедеятельности: опыт, проблемы, поиски решения» (г. Казань, 2010 г.).

Струюура диссертации.

Работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованной литературы (136 источников), 6 приложений, 14 рисунков, 8 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении дано обоснование актуальности выбранной темы исследования, освещена степень ее разработанности; определены объект, предмет, цель диссертационного исследования, его гипотеза, задачи; раскрыта научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы; представлены положения, выносимые на защиту.

В первой главе - «Теоретические аспекты применения электронно-обучающего комплекса в экологической подготовке студентов технических вузов» - рассмотрены современные тенденции и проблемы экологической подготовки студентов технических вузов.

Одной из центральных проблем, стоящих сегодня перед современной педагогической наукой, является проблема совершенствования содержания экологической подготовки, особенно в технических вузах. Это связанно с тем, что в данные учебные заведения поступают студенты, увлеченные техникой и техническими системами. С одной стороны, развивая промышленность, создавая новые технические средства и механизмы, человечество пытается предоставить себе максимум комфорта, но, с другой - изменяет окружающую природную среду в сторону ухудшения, губит свое здоровье и здоровье будущих поколений. Именно поэтому в настоящее время необходимы новые методологические,

методические, теоретические основания для конструирования экологической грамотности.

Дня подготовки профессиональных и компетентных специалистов, способных ориентироваться в потоке постоянно меняющейся информации, а также умеющих самостоятельно и творчески мыслить, необходимо использовать информационные образовательные технологии во всех их проявлениях. Выпускник вуза должен овладевать новыми знаниями, навыками самостоятельного поиска, анализа, синтеза информации, использовать полученные знания в своей профессиональной деятельности. Несомненно, обучение, основывающее на информационных образовательных технологиях, в большей степени способствует такому развитию.

В нашем диссертационном исследовании мы опирались на определение информационных образовательных технологий как средств и методов подготовки, передачи и предоставления информации для обучающегося, использующих компьютер в качестве динамично развивающегося средства поддержки образовательного процесса, кардинально меняющего систему, форм и методов образования. Информационные образовательные технологии являются по своей сути системой методов обучения, которая обеспечивает оптимальное и эффективное восприятие, усвоение и использование учебной информации в интерактивном режиме.

Экологическая подготовка современных инженеров в технических вузах предполагает формирование их профессиональных компетенций в области эко-центризма и трансляцию их знаний в сферу будущей профессиональной деятельности. Например, обладание экологической культурой, гибкость в решении задач производства, планирование и организация работы с учетом знаний новейших достижений экобиозащитной техники и экологического законодательства, внимание к деталям производства с экоцентрических позиций, эффективное владение методами моделирования в экологии и т.д. В контексте экологической подготовки студентов технических вузов отметим наиболее значимые виды моделирования экологических ситуаций, экологических и техногенных катастроф, природных катаклизмов:

- моделирование экологических ситуаций без учета реально необходимых для их создания временных и пространственных интервалов;

- моделирование недоступных непосредственному восприятию процессов и явлений;

- возможность показа последствий экологических и техногенных катастроф в динамике;

- возможность интерактивного управления физическими, химическими, иными процессами, осуществляемыми человеком, потенциально опасными для окружающей среды и для самого человека.

В качестве примера нами были проанализированы Федеральные государственные образовательные стандарты высшего профессионального образования III поколения для нескольких технических специальностей. Для них были выделены те общекультурные и профессиональные компетенции, которыми должны обладать выпускники технических вузов, в которых задействованы

информационные технологии и экологическая составляющая инженерной подготовки. Например, выпускники технических вузов с квалификацией «бакалавр» в соответствии с задачами своей профессиональной деятельности и целями основной образовательной программы должны обладать следующими общекультурными и профессиональными компетенциями (табл. 1).

Таблица 1

Общекультурные и профессиональные компетенции выпускников технических вузов с квалификацией «бакалавр»

Общекультурные компетенции Профессиональные компетенции

способность в условиях современного развития науки и техники самостоятельно приобретать новые знания, используя различные формы обучения и информационно-образовательные технологии; способность управления информационным обеспечением процессов технической эксплуатации летательных аппаратов;

способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности; способность обеспечения нормативных условий охраны окружающей среды;

способность понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества; готовность к использованию основных методов защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий, мер по ликвидации их последствий и по их предотвращению;

способность использовать основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации, навыки работы с компьютером как средством управления информацией; владение культурой профессиональной безопасности, способность идентифицировать опасности и оценивать риски в сфере своей профессиональной деятельности;

способность работать с информацией в глобальных компьютерных сетях; готовность применять профессиональные знания для минимизации негативных экологических последствий, обеспечения безопасности и улучшения условий труда в сфере своей профессиональной деятельности;

способность понимать роль охраны окружающей среды и рационального природопользования для сохранения и развития цивилизации; выработка навыков работы с компьютером как со средством управления, готовность работать с программными средствами общего назначения;

владение целостной системой научных знаний об окружающем мире. способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования;

способность предусмотреть меры по сохранению и защите экосистемы в ходе своей общественной и профессиональной деятельности;

готовность использовать информационные технологии и системы автоматизированного проектирования при различном профессионально необходимом конструировании.

В ходе исследования была разработана модель экологической подготовки студентов технических вузов на основе информационных образовательных технологий, базирующаяся на компетентностном (предполагающим подготовку будущих инженеров с позиций достижения ими в процессе экологической подготовки предусмотренных Федеральным государственным образовательным стандартом третьего поколения общекультурных и профессиональных компетенций) и эксцентрическом (заключающемся в гармоническом развитии и взаимодействии человека и природы) подходах (рис. I).

Представленная модель решает задачи обновления содержания экологической подготовки, формирования профессиональных компетенций с позиций экоцентризма, реализации информационных образовательных технологий в экологической подготовке в соответствии с принципами экоцентризма, интеграции, модульности обучения, вариативности, интерактивности, индивидуализации, интенсификации учебного процесса, целесообразности применения средств информационных образовательных технологий, стимулирования и мотивация. В качестве информационных образовательных технологий в модели представлены: технологии имитационного моделирования, позволяющие визуализировать недоступные непосредственному восприятию экологические явления; компьютерные игры, направленные на отработку определенных знаний, умений, навыков и формирование профессиональных компетенций; технологии диагностики процесса обучения, позволяющие организовать автоматизированный контроль знаний обучающихся; геоинформационные технологии, позволяющие анализировать явления окружающего мира (визуализированный географический анализ посредством карты), выделять главные факторы и причины с планированием стратегических решений и анализом возможных последствий предпринимаемых действий.

Во второй главе - «Разработка и реализация электронно-обучающего комплекса в экологической подготовке студентов технических вузов» - описан процесс разработки структуры и содержания электронно-обучающего комплекса «Экология» с учетом требований педагогического дизайна, позволяющего осуществлять эффективное и результативное обучение (рис. 2).

Электронно-обучающий комплекс представляет собой обучающую программную систему комплексного назначения, которая обеспечивает непрерывность и полноту процесса обучения, представляет теоретический материал, обеспечивает тренировочную учебную деятельность и контроль уровня знаний, а также информационно-поисковую деятельность, математическое и имитационное моделирование с компьютерной визуализацией.

Электронно-обучающий комплекс «Экология» состоит из трех основных модулей — содержательного (включает базовый и углубленный уровень), практического (включает лабораторные работы по экологии, расчетные задачи, имитационные компьютерные игры) и справочного (включает глоссарий, нормативно-правовую базу, дополнительную литературу, справку по работе с электронно-обучающим комплексом).

Цель

Тг

Задачи

я и

о «

а а. н

В =Г о и

<Т) «

и о

н к <и ь

и в

У,

2 Ч

0 X

Принципы

Содержание экологической подготовки

Технологии

Средства

Результат

сформировать экологическое мировоззрение будущих инженеров, а также их профессиональные знания в сфере экологического совершенствования производства для минимизации негативных, экологических последствий

- обновление содержания экологической подготовки;

- формирование профессиональных компетенций с позиций экоцентризма;

- реализация информационных образовательных технологий в экологической подготовке

экоцентризма, интеграции, модульности, вариативности, интерактивности, индивидуализации, интенсификации учебного процесса, целесообразности применения средств информационных образовательных технологий, стимулирования и мотивации_

Информационные образовательные технологии (имитационное моделирование, компьютерные обучающие игры, компьютерное тестирование, геоинформационные технологии)

Программного (электронно-обучающий комплекс) и технического назначения (компьютер, устройства сбора, накопления, обработки, передачи и вывода информации)

Введение. Биосфера и человек. Экосистемы, взаимоотношения организма и среды обитания. Экология и здоровье человека. Основы экономики природопользования. Экозащитная техника и технологии. Основы экологического права

Формирование современной экологической подготовки студентов технических вузов иа основе информационных образовательных технологий, направленной на достижение профессиональных компетенций:

- способность обеспечения нормативных условий охраны окружающей среды;

- владение культурой профессиональной безопасности, способность идентифицировать опасности, оценивать риски в сфере профессиональной деятельности;

- готовность применять профессиональные знания для минимизации негативных экологических последствий, обеспечения безопасности и улучшения условий труда в сфере своей профессиональной деятельности;

- способность выбирать технические средства и технологии с учетом экологических последствий их применения;

- способность контролировать соблюдение экологической безопасности проводимых работ,

- готовность применять основные методы защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, стихийных бедствий, меры по ликвидации и предотвращению их последствий;

- способность разрабатывать конструкторскую документацию для производства с учетом экологических требований потребителя

Рис. 1. Модель экологической подготовки студентов технических вузов на основе информационных образовательных технологий

Введение ПрК

Биосфера и человек ПрК

Экосистемы. Взаимоотношения организма и среды ПрК

Экология и здоровье человека ПрК

Основы экономики природопользования ПрК

Экозащитная техника и технологии ПрК

Основы экологического права ПрК

Заключительный тест

Результат

Озоновый слой планеты

ПрК

ПрК Введение Экология и здоровье ПрК

ПрК Биосфера и человек Круговороты в природе ПрК

ПрК Экосистемы. Взаимоотношения организма и среды Аномальные свойства воды и их экологическое значение ПрК

ПрК Основы экологического права Основы экономики природопользования ПрК

ПрК Экозащитная техника и технологии Учение Вернадского о биосфере ПрК

Рис. 2. Структура электронно-обучающего комплекса «Экология»

Особенность предлагаемого нами электронно-обучающего комплекса «Экология» заключается в двухуровневой структуре обучения экологии. Первый (базовый) уровень состоит из 7 глав и предназначен для студентов всех специальностей технических вузов, изучающих данную дисциплину. Второй (углубленный) уровень состоит из 12 глав и разработан для студентов таких специальностей как «Безопасность жизнедеятельности в техносфере», «Защита в чрезвычайных ситуациях», для которых экология является спеццисцишшной. _

Каждая из глав обоих уровней электронно-обучающего комплекса «Экология» заканчивается контрольным промежуточным тестированием («ПрК»), которое может быть использовано как студентами для самопроверки своих знаний, так и преподавателем для промежуточного контроля знаний в течение изучения всего курса. Каждый уровень завершается заключительным тестированием по всему курсу, позволяющим осуществлять итоговый контроль знаний.

Отличительной особенностью электронно-обучающего комплекса «Экология» является то, что изучить информацию углубленного уровня можно только после 100% прохождения входного контроля перед каждой его главой, направленного на выявление пробелов в основных знаниях по экологии, которые были получены в ходе изучения первой главы. В помощь к тому, что именно не усвоено студентом на первом уровне, электронный комплекс в результате прохождения такого тестирования выдает пожелания внимательнее и подробнее изучить неусвоенный студентом материал со ссылкой на необходимую главу базового уровня.

Для формирования умений и реализации полученных знаний в электронно-обучающий комплекс «Экология» нами был включен комплекс профессионально-ориентированных задач по загрязнению атмосферы и гидросферы (например, расчеты выделяющихся в атмосферу выбросов, расчет необходимой степени очистки сточных вод). Во время решения предусмотрена возможность использования теории электронно-обучающего комплекса, а также специального разработанного методического материала, содержащего все необходимые формулы и табличные значения, необходимые для решения задач.

Вследствие того, что способы подачи учебного материала при внедрении информационных образовательных технологий меняются, а психологические и физиологические возможности человека к обучению остаются теми же, при разработке электронно-обучающего комплекса «Экология» нами были учтены основные требования педагогического дизайна, основывающегося на теоретических положениях педагогики, психологии и эргономики, и охватывающего всю деятельность по форматированию содержания учебного курса с целью сделать его доступным и понятным для обучающихся.

Для подтверждения эффективности использования разработанного электронно-обучающего комплекса «Экология» в процессе экологической подготовки нами был проведен эксперимент, в ходе которого проводился сравнительный анализ усвояемости учебного материала дисциплины «Экология» у студентов.

Экспериментальной базой исследования явился Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева. Педагогический эксперимент включал контрольную и экспериментальную группы. Студенты в контрольных

группах обучались по традиционной программе (прослушивание лекции), а в экспериментальной группе подача того же самого учебного материала происходила с помощью электронно-обучающего комплекса «Экология». Экспериментом бьши охвачены 28 студенческих групп 3 и 4 курсов (в общей сложности 668 студентов) различных технических специальностей. В ходе эксперимента была проверена долговременная память студентов - они отвечали на вопросы по изучаемому материалу спустя 1 месяц. В качестве учебного материала была выбрана тема «Экосистемы, взаимоотношения организма и среды». Для проверки остаточных знаний был сформирован тест по пройденной теме, в котором были вопросы, как закрытого, так и открытого типа, с целью выявления индивидуальных ответов и формулировок на поставленные вопросы.

Эксперимент показал, что практически на все вопросы, за исключением одного, студенты экспериментальной группы дали большее количество правильных ответов, т.е. в их долговременной памяти благодаря занятиям с использованием информационных технологий учебной информации сохранилось больше (рис. 3). Это можно объяснить тем, что с помощью электронно-обучающего комплекса, активным стало зрительное, насыщенное выразительностью и яркостью, восприятие учебного материала. Вопрос, на который студенты контрольной группы ответили лучше студентов экспериментальной группы, представляет собой открытый вопрос на раскрытие содержания понятия «биоценоз» (вопрос № 11), что позволило сделать вывод о том, что усвоение конкретных теоретических определений, правил происходит лучше при разъяснении их преподавателем.

Для количественной оценки уровня усвоенных знаний воспользуемся формулой:

У = 100%,

где V - объем усвоенных знаний,

Н1 - количество правильных ответов,

Н - общее количество заданий в контрольном срезе.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 номер вопроса

□ "РВДкционнэЯ форма обучения

■ео.-чтм с элапраниа-аЗучгах^а-с кеглппечса

Результаты сравнительного анализа усвояемости учебного материала дисциплины «Экология» у студентов

Рис. 3.

Суммировав общее количество правильных ответов (в %) на все 12 вопросов контрольного теста, получим следующие значения:

558

V = = 46,5% - объем усвоенных знаний для контрольной группы;

807

V = = 67,2 % - объем усвоенных знаний для экспериментальной группы.

Эксперимент показал, что объем усвоения знаний по дисциплине «Эколо-" гия» при проведении занятий на базе электронно-обучающего комплекса больше на 20,7%, чем при традиционной схеме учебного процесса, что подтверждает эффективность его использования в процессе экологической подготовки студентов технических вузов.

Дополнительно для количественной оценки психического и эмоционального состояния до и после работы с электронно-обучающим комплексом нами был использован тест «САН», предназначенный для определения функционального состояния человека и его изменений в течение определенных интервалов времени (например, этапов обучения).

Самочувствие, активность и настроение - это три основные составляющие функционального психоэмоционального состояния, которые, сформировавшись, способны влиять на непосредственные эмоциональные реакции по поводу происходящих событий, в частности, при введении новых средств обучения в образовательный процесс, меняя соответственно направление мыслей, восприятие и поведение студентов. Возможность оценки влияния учебного процесса на состояние обучающихся позволяет оптимизировать построение учебного процесса и своевременно выявлять обучающихся с учебной дезадаптацией.

Студенты заполняли анкету «САН» за 10 минут до начала учебного занятия, а также сразу же после окончания занятия. Для исключения возможного расхождения данных из-за разницы проведения занятий по времени суток (утро, день, вечер), а также из-за перегруженности на предыдущих занятиях, выборка формировалась таким образом, что в эксперименте участвовали студенты, у которых практические занятия по экологии проходили утром и являлись первыми занятиями за день. По итогам тестирования были получены данные, отраженные в таблице 2.

Анализ результатов анкет показал необходимость направленности использования электронно-обучающего комплекса на достижение определенных конкретных целей и результатов. Рекомендуется структурировать учебный материал в соответствии с программой, и после этого выбрать соответствующие формы, методы и средства обучения. Кроме того, при выборе и внедрении информационных образовательных технологий в процесс обучения необходим учет специфики учебного материала, состава студентов, их возраста, а также уровня подготовки.

Таблица 2

Результаты функционального состояния обучающихся после проведения практических занятий по экологии с электронно-обучающего комплексом

Функциональное состояние студентов улучшилось не изменилось ухудшилось

Незначительно* Значительно** вдвое Незначительно* Значительно**

Самочувствие 58 77 3 29 32 20

Активность 45 109 8 33 7 24

Настроение 74 75 4 26 28 16

* - не более, чем на 2 значения ** - более, чем на 2 значетшя

В ходе педагогического эксперимента для оценки качества образовательной деятельности студентов данные итогового контроля знаний были подвергнуты анализу по системе мониторинга качества обучения, разработанной и внедренной в Казанском государственном техническом университете им. А.Н. Туполева. В рассмотренной системе текущий мониторинг уровня усвоения материала студентами основан на сравнении наборов объективных данных об академической успеваемости с наборами усредненных показателей групп студентов. Определение результатов обучения связано с текущими оценками итогового контроля знаний в студенческих группах.

Анализ данных автоматизированной экспертной системой диагностики качества обучения показал отклонения в процессе обучения в одной группе, еще у двух групп значения индикативных показателей качества обучения были близки к критическим. Отклонения в группе обусловлены тем, что количество оценок «отлично» в ней явно превышает нормальное значение. Изучив ситуацию, нами было выявлено, что в данной группе преобладают студенты с повышенным (относительно среднего) уровнем знаний, в целом по многим другим дисциплинам у них наблюдается отличная успеваемость. В связи с этим нами был сделан вывод, что перед проведением занятий, основывающихся на использовании информационных образовательных технологий, необходимо проводить входной контроль уровня знаний студентов, чтобы в дальнейшем адаптировать учебный материал в соответствии с этим. Необходимо предусматривать как минимум три (начальный, средний и усложненный) варианта проведения занятий по экологическим дисциплинам, на которых используются информационные образовательные технологии, такие как, например, электронно-обучающие комплексы, имитационные компьютерные игры.

Основные результаты, полученные в процессе исследования, изложены в заключении в виде следующих выводов:

1. Информационные образовательные технологии - средства и методы подготовки, передачи и предоставления информации для обучающегося, ис-

пользующие компьютер в качестве динамично развивающегося средства поддержки образовательного процесса, кардинально меняющего систему форм и методов образования. Возможности применения их в экологической подготовке студентов технических вузов определяются тем, что они позволяют:

- моделировать (а, следовательно, и прогнозировать) экологические ситуации, экологические и техногенные катастрофы без учета реально необходимых для их создания временных и пространственных интервалов;

- моделировать недоступные непосредственному восприятию процессы, явления и природные катаклизмы;

- показать (а в дальнейшем и рассчитать) последствия экологических и техногенных катастроф в динамике;

- интерактивно управлять физическими, химическими, иными процессами, осуществляемыми человеком, потенциально опасными для окружающей среды и для самого человека.

2. Разработана модель экологической подготовки студентов технических вузов на основе информационных образовательных технологий, базирующаяся на экоцентрическом и компетентностном подходах, решающая задачи обновления содержания экологической подготовки, формирования профессиональных компетенций с позиций экоцентризма, реализации информационных образовательных технологий в экологической подготовке в соответствии с принципами экоцентризма, интеграции, модульности обучения, вариативности, интерактивности, индивидуализации, интенсификации учебного процесса, целесообразности применения средств информационных образовательных технологий, стимулирования и мотивации. В качестве средства экологической подготовки выделен электронно-обучающий комплекс, основывающийся на таких информационных образовательных технологиях как имитационные компьютерные игры, компьютерное тестирование, геоинформационные технологии. Результатом экологической подготовки будущих инженеров должно стать формирование профессиональных компетенций, подразумевающих формирование экоцентри-ческой позиции, выделенных нами путем анализа Федеральных государственных образовательных стандартов третьего поколения для технических специальностей.

3. Обоснована структура и разработано содержание электронно-обучающего комплекса «Экология» для студентов технических вузов.

Электронно-обучающий комплекс - это обучающая программная система комплексного назначения, которая обеспечивает непрерывность и полноту процесса обучения, представляет теоретический материал, обеспечивает тренировочную учебную деятельность и контроль уровня знаний, а также информационно-поисковую деятельность, математическое и имитационное моделирование с компьютерной визуализацией.

Структура электронно-обучающего комплекса «Экология» состоит из трех основных модулей - содержательного (включает базовый и углубленный уровень), практического (включает лабораторные работы по экологии, расчетные задачи, имитационные компьютерные игры) и справочного (включает

глоссарий, нормативно-правовую базу, дополнительную литературу, справку по работе с электронно-обучающим комплексом)-

Особенность разработанного нами электронно-обучающего комплекса заключается в двухуровневой модели обучения экологии. Первый (базовый) уровень предназначен для студентов всех специальностей технических вузов, изучающих данную дисциплину. Второй (углубленный) уровень разработан для студентов таких специальностей как «Безопасность жизнедеятельности в техносфере», «Защита в чрезвычайных ситуациях», для которых экология является спецдисциплиной. Отличительной особенностью электронно-обучающего комплекса «Экология» является то, что изучить информацию углубленного уровня (то есть второго) можно только после 100% прохождения входного контроля перед каждой его главой.

4. Экспериментально проверена эффективность внедрения электронно-обучающего комплекса на лекционных и практических занятиях по экологии у студентов технических вузов. Результаты опытно-экспериментальной апробации показали, что объем усвоенных знаний по дисциплине «Экология» при проведении занятий на базе электронно-обучающего комплекса больше на 20,7% , чем при традиционной схеме учебного процесса. По методике «САН» было проанализировано функциональное состояние студентов (самочувствие, активность и настроение) до и после занятий с электронно-обучающим комплексом «Экология». Результаты эксперимента показали улучшение функционального состояния у 68% респондентов, ухудшение у 19% и неизменное состояние у 13%. Анализ полученных данных позволяет сделать вывод о необходимости направленного использования электронно-обучающего комплекса на достижение определенных конкретных целей и результатов с учетом специфики учебного материала, состава студентов, их возраста, а также уровня подготовки. Кроме того, в ходе педагогического эксперимента для оценки качества образовательной деятельности студентов данные итогового контроля знаний были подвергнуты анализу по системе мониторинга качества обучения, разработанной и внедренной в Казанском государственном техническом университете.

Перспективным направлением дальнейшего исследования являются разработка входного контроля знаний обучающихся с последующим предоставлением индивидуальной траектории обучения и системы учета психофизиологических и психологических особенностей обучающихся, включающей модуль диагностики и коррекции значимых доя обучения и профессиональной деятельности качеств личности и состояний человека.

Основное содержание и результаты исследования отражены в следующих публикациях автора:

Научные статьи, опубликованные в гаданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Загребина Е.И. Применение информационных технологий в экологической подготовке в высшей профессиональной школе // Казанский педагогический журнал. - 2009. - № 6. - С. 58-65 (0,625 пл.).

2. Загребина Е.И. Прикладная техносферная рискология и экологическая безопасность / Е.И. Загребина, Е.В. Муравьева, E.H. Прокофьева // Известия

Самарского научного центра РАН. Специальный выпуск «Безопасность. Технологии. Управление». - Самара, 2009. - С. 103-108 (0,7 пл.).

3. Формирование профессиональных компетенций будущих инженеров в процессе экологической подготовки на базе информационных образовательных технологий / Е.И. Загребина, С.Г. Добротворская // Образование и саморазвитие. - 2011. - № 1. - С. 58-65 (0,7 п.л.).

Учебно-методические пособия:

4. Загребина Е.И. Природопользование: Электронный учебно-методический комплекс, 650 МГ, КГТУ им. А.Н. Туполева / Е.В. Муравьева, Е.И. Загребина // Казань: КГТУ, 2005.

5. Экология / Е.И. Загребина, Е.В. Муравьева [и др.] // Электронно-обучающий комплекс, 900 МГ, КГТУ им. А.Н. Туполева. - Казань, 2010.

Научные статьи, материалы, тезисы:

6. Исакова Е.И., Муравьева Е.В. Информационные технологии в экологической подготовке инженерных кадров // Инфокоммуникационные технологии глобального информационного общества: Тезисы докладов 2-ой ежегодной международной научно-практической конференции, Казань, 2-3 сентября 2004 г. Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 2004. - С. 135-136 (0,35 пл.).

7. Исакова Е.И., Муравьева Е.В. Методика и дидактика электронного пособия по природопользованию для технических специальностей // Производство. Технологии. Экология. «ПРОТЭК-2004»: в 3-х т. Том 2: Труды международной конференции, 15-17 сентября 2004 г.; Москва / под ред. член-корр. РАН Ю.М. Соломенцева и проф. Л.Э. Шварцбурга. - М.: Янус-К, 2004. - 296 с. - С. 200-204 (0,5 пл.).

8. Исакова Е.И., Муравьева Е.В. Информационное обеспечение спеццис-циплин экологического цикла в техническом вузе // XTV конференция-выставка «Информационные технологии в образовании»: сборник трудов участников конференции. Часть IV. -М.: МИФИ, 2004. - 248 с. - С. 181-182 (0,85 пл.).

9. Загребина Е.И., Муравьева Е.В. Разработка мультимедийного учебника «Природопользование» // Образование и воспитание социально-ориентированной личности студента: отечественный и зарубежный опыт: Материалы Международной научно-практической конференции (15-16 ноября 2005 г.). Том 2. - Казань: Отечество, 2005. - 288 с. - С. 376-377 (0,25 пл.).

10. Загребина Е.И. Использование электронно-обучающих комплексов в процессе экологической подготовки студентов технических вузов // Международная научно-практическая конференция. ИТО Поволжье-2007 г. Российский научный семинар «Методы информационных технологий, математического моделирования и компьютерной математики в фундаментальных и прикладных научных исследованиях»: материалы конференции и труды семинара. - Казань: Изд-во «Фолианть», 2007. - 432 с. - С. 186-188 (0,63 пл.).

11. Загребина Е.И., Муравьева Е.В. Информационно-методическое обеспечение экологической подготовки в техническом вузе // Инфокоммуникационные технологии глобального информационного общества. Сборник докладов

5-й ежегодной международной научно-практической конференции. Казань, 5-6 сентября 2007 г. - Казань: Изд-во «Фолианть», 2007. - 304 с. - С. 179-180 (0,4 п.л.).

12. Загребина Е.И., Муравьева Е.В. Педагогические проблемы экологической подготовки студентов технических вузов // Экология и научно-технический прогресс: материалы VI Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Пермь: Изд-во Пермского государственного технического ун-та, 2007. - 378 с. - С. 354-358 (0,3 п.л.).

13. Загребина Е.И. Комплексные проблемы использования информационных технологий в высшей профессиональной школе // Оптимизация сочетания репродуктивных и продуктивных подходов естественно-научной и общепро-фсссионалыюй подготовки в профессиональной школе: сборник научных статей / под редакцией В.С. Щербакова. - Казань: Издательство «Данис» ИПП ПО РАО, 2008. - 122 с. - С. 111-122 (0,8 п.л.).

14. Загребина Е.И. Информационные технологии в экологическом воспитании подрастающего поколения // Феномены природы и человека: сборник научных трудов и материалов Пятого международного симпозиума (Казань, 26-28 мая 2008 г.): в 2-х тт. / под общей ред. академика Р.Л. Исхакова. - Казань: Хэ-тер, 2008. - Т. 1 - 344 с. - С. 286-289 (0,25 п.л.).

15. Загребина Е.И. Повышение качества экологической подготовки в техническом вузе с помощью информационных технологий обучения // Стратегия качества в промышленности и образовании: материалы IV Международной конференции. Варна, 30 мая - 6 июня 2008 г. (0,25 пл.).

16. Загребина Е.И. Информационная компетенция как средство повышения эффективности экологической подготовки студентов технических вузов // Компетентностный подход к профессионально-культурному становлению специалиста: материалы научно-практической конференции 26.09.2008 г. - Казань: Изд-во «Отечество», 2008. - 374 с. - С. 175-178 (0,625 п.л.).

17. Загребина Е.И. Проблема сохранения здоровья обучающихся при разработке и использовании в образовательном процессе электронно-обучающих комплексов // Менеджмент здоровьесберегающих технологий в образовательном пространстве вуза: материалы межрег. науч.-практ. конф. Москва, 30 октября 2008 г. / отв. ред. Е.В. Усова. - М.: изд-во СГУ, 2009. - 214 с. - С. 106-110 (0,35 п.л.).

18. Загребина Е.И. Имитационные игры как креативный компонент экологической подготовки в высшей школе / Е.И. Загребина // Методология и теория креативизации общепрофессиональной компоненты профессиональной подготовки: сборник научных статей / под редакцией С.Ю. Грузковой. - Казань: ИПППО РАО, - 2009 г. - 72 с. - С.50-58 (0,625 п.л.).

19. Загребина Е.И. Повышение качества подготовки специалистов путем вовлечения работодателя в процесс профессионального обучения // Дуальная форма профессиональной подготовки компетентных специалистов: опыт, проблемы, перспективы развития / Материалы Всероссийского научно-практического семинара (г. Казань, 26-27 марта 2009 года) / под общей редак-

цией д.п.н. Е.А. Корчагина. - Казань: РЩ «Школа», 2009. - 340 с. - С. 88-92 (0,4 пл.).

20. Загребина Е.И. Современное состояние и рекомендации по развитию экологической подготовки студентов технических вузов // Развитие многоуровневой системы подготовки специалистов в области машиностроения: материалы Всероссийской научно-практической конференции, 23 апреля 2009 г., г. Зе-ленодольск / под редакцией д.п.н., профессора П.Н. Осипова. - Казань: РИЦ «Школа», 2009. - 352 с. - С. 140-14 (0,3 пл.).

21. Загребина Е.И. Экологическая подготовка студентов технических вузов в условиях глобализации образования // Стратегия качества в промышленности и образовании: материалы V Международной конференции. Варна, 6-13 июня 2009 г.: в 2-х томах / Составители: Хохлова Т.С., Хохлов В.О., Сту-пакЮ.О. - Днепропетровск, Варна, 2009. - Том 2. - 840 с. - С. 135-138 (0,25 п.л.).

22. Загребина Е.И. Эффективность применения деловых имитационных игр в процессе преподавания дисциплины «Безопасность жизнедеятельности» в высшей школе // Вестник научного центра безопасности жизнедеятельности детей: научно-методический и информационный журнал. - Казань, 2009. -№ 2. -С. 97-104 (0,88 пл.).

23. Загребина Е.И. Экологическое воспитание студентов технических вузов в контексте компетентностного подхода // Журнал экологии и промышленной безопасноста. - Казань, 2009. -№ 1-2. - С. 15-18(0,7 пл.).

24. Загребина Е.И. Применение электронно-обучающих комплексов в качестве эффективного средства повышения качества экологической подготовки студентов технических вузов // Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов: сборник трудов молодых ученых II международного экологического конгресса ELPIT 2009 г., г. Тольятти, Россия. - Тольятти: ТГУ, 2009. -Т. 1.-320 с. (0,65 пл.).

25. Научно-методическое обеспечение подготовки специалиста в профессиональной школе на основе оптимизации репродуктивного и продуктивного компонентов обучения: методическое пособие / С.Ю. Грузкова, Е.В. Муравьева, Е.И.Загребина [и др.]; под ред. к.т.н. С.Ю. Грузковой; к.п.н., доцента B.C. Щербакова. - Казань: Издательство «Данис» ИПППО РАО, 2010. -146 с.

26. Загребина Е.И. Педагогический дизайн электронно-обучающих комплексов по безопасности жизнедеятельности как важный элемент совершенствования образовательного процесса // Современные проблемы безопасности жизнедеятельности: опыт, проблемы, поиски решения: материалы Международной научно-практической конференции / под общей редакцией д. техн. наук, проф. Р.Н. Минниханова. - Казань: ГУ «Научный центр безопасности жизнедеятельности детей», 2010.-Часть 1.-С.685-691 (1 пл.).

27. Загребина Е.И. Социокультурный аспект профессиональной подготовки в высшей школе // Гуманитарная составляющая профессионального образования: материалы Всероссийской научно-практической конференции / под науч. ред. Г.В. Мухаметзяновой. - Казань: ГУ «НЦ БЖД», 2010. - Часть 1. -352с.-С. 137-141 (0,4 пл.).

Подписано в печать 26.04.11 г. Печать ризографическая. Гарнитура Times. Формат бумаги 60x90/16. Объем 1,25 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 22

Информационно-технологический отдел ИПП ПО РАО 420039, г. Казань, ул. Исаева, 12 тел. 542-45-84

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Загребина, Екатерина Ильдусовна, 2011 год

Введение.

Глава 1. Теоретические аспекты применения электронно-обучающего комплекса в экологической подготовке студентов технических вузов.

1.1.Сущность и специфика экологической подготовки студентов технических вузов.

1.2.Информационные образовательные технологии как основа электронно-обучающего комплекса экологической подготовки студентов технических вузов.

1.3.Формирование профессиональных компетенций будущих инженеров с позиций экоцентризма на базе информационных образовательных технологий.

1.4.Разработка модели экологической подготовки студентов технических вузов.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Разработка и реализация электронно-обучающего комплекса в экологической подготовке студентов технических вузов.

2.1. Требования педагогического дизайна при разработке электронно-обучающего комплекса.

2.2. Проектирование электронно-обучающего комплекса «Экология».

2.3. Экспериментальная проверка эффективности использования электроннообучающего комплекса в процессе экологической подготовки.

Выводы по главе 2.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Электронно-обучающий комплекс как средство формирования профессиональных компетенций в процессе экологической подготовки студентов технических вузов"

Информационные образовательные технологии рассматривают в педагогической науке как средства и методы подготовки, передачи и предоставления информации для студента, использующие компьютер в качестве динамично развивающегося средства поддержки образовательного процесса, кардинально меняющего систему методов образования (JI.X. Зайнутдинова, Г.И. Кирилова, К.Г. Кречетников, И.В. Роберт, В.А. Трайнев, И.В. Трайнев). Образовательный процесс становится более эффективным за счет реализации дидактических возможностей и активизации учебно-познавательной деятельности, более интересным, интерактивным. Кроме того, он позволяет включать различные каналы восприятия информации, что, несомненно, повышает качество знаний студентов.

Проблемами экологического образования и условиями их решений занимались С.Н. Глазачев, С.Д. Дерябо, А.Н. Захлебный, И.Д. Зверев, Д.Н. Кавтарадзе, В.А.Кобылянский, Н.М. Мамедов, JI.B. Моисеева, Е.В. Муравьёва, И.Т. Суравегина, В.А. Ясвин и др.

Возможности повышения эффективности обучения с использованием различных информационных образовательных технологий рассматривали многие ученые. Внедрение информационных образовательных технологий в учебный процесс предполагает не только создание новых средств обучения, но и разработку методик их использования. Вопросами создания различных педагогических технологий и общими проблемами, возникающими при их разработке, занимались В.П. Беспалько, A.A. Вербицкий, Б.С. Гернгунский, И.Г. Захарова, Г.В. Ившина, Г.И. Кирилова, Н.Ф. Талызина, В.А. Трайнев, И.В. Трайнев. Психолого-педагогические основы использования информационных технологий в образовательном процессе рассмотрены в работах В.П. Беспалько, К.Г. Кречетникова, Е.И Машбиц, Е.С. Полат, И.В. Роберт, В.А. Сластенина и др.

Проблемами компетентностного подхода в профессиональном образовании занимались В.И. Байденко, Р.Х. Гильмеева, И.А. Зимняя, Г.В. Мухаметзянова, A.M. Хуторской, H.A. Читалин и др.

В связи с этим можно сформулировать следующие противоречия:

Объект исследования: процесс экологической подготовки студентов технических вузов.

В основу исследования положена гипотеза: эффективность формирования профессиональных компетенций в процессе экологической подготовки студентов технических вузов будет достигнута, если: организовать процесс экологической подготовки студентов технических вузов на основе синтеза современных тенденций развития экологического образования и информационных образовательных технологий;

В соответствии с целью исследования для проверки выдвинутой гипотезы были поставлены следующие задачи:

Теоретико-методологическую базу исследования составили:

- научные исследования в области экологического образования (A.A. Вербицкий, И.Т. Гайсин, С.Н. Глазачев, И.Д. Зверев, JI.B. Моисеева, Е.В. Муравьёва, И.Т. Суравегина и др.); теоретические основы гуманизации и гуманитаризации педагогического процесса в высшей технической школе (Э.А. Арустамов, JI.A. Волович, Г.В. Мухаметзянова, М.И. Надеева, З.Г. Нигматов, Т.М. Трегубова и др.);

- теория целостного педагогического процесса и педагогических систем (В.Г. Беспалько, Б.С. Гершунский, В.В. Краевский, Г.П. Селевко, А.Д. Урсул, В.А. Ясвин и др.);

- концепции, модели подготовки компетентных специалистов (JI.A. Волович, Р.Х. Гильмеева, И. А. Зимняя, В.Ш. Масленникова, Г.У. Матушанский, Г.В. Мухаметзянова, Н.Д. Никандров, В.А. Сластёнин, Н.Ф. Талызина и др.);

- подходы к моделированию профессиональной деятельности и содержания профессионального образования (Б.С. Гершунский, B.C. Леднев, И.Я. Лернер, Е.В. Ткаченко, H.A. Читалин, B.C. Щербаков и др.);

- основные положения теории учебника и учебных изданий (А.И. Башмаков, В.П. Беспалько, И.Д. Зверев, С.Д. Смирнов, Н.Ф. Талызина, С.А. Христочевский и др.);

- теория дидактики и методики обучения с использованием электронных средств (В.Я. Виленский, В.А. Вуль, Л.Х. Зайнутдинова, Д.Ш. Матрос, П.И. Образцов, A.B. Соловов и др.).

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:

1. Теоретические, включающие изучение и системный анализ отечественной и зарубежной философской, педагогической, психологической и методологической литературы в области экологической подготовки студентов высшей профессиональной школы; конкретизация и обобщение, изучение нормативных документов, метод моделирования и проектирования процесса обучения.

Этапы исследования.

Первый этап (2004-2006 гг.) — поисковый и диагностический. Изучались общие вопросы экологической подготовки с позиций экоцентризма, аспекты экологизации в высшей технической школе, тенденции проведения учебных занятий по экологии у студентов технических вузов, определялись аспекты использования информационных образовательных технологий в учебной деятельности.

Третий этап (2008-2011 гг.) — разработка, апробация и экспериментальное внедрение электронно-обучающего комплекса «Экология», обработка результатов исследования, корректировка содержания исследования, обобщение результатов внедрения.

Научная новизна исследования состоит в том, что:

1. Разработана модель экологической подготовки студентов технических вузов на основе информационных образовательных технологий, базирующаяся на компетентностном и экоцентрическом подходах и решающая задачи обновления содержания экологической подготовки, формирования профессиональных компетенций с позиций экоцентризма, реализации информационных образовательных технологий в экологической подготовке с учётом принципов экоцентризма, интеграции, модульности, вариативности, интерактивности, индивидуализации, интенсификации учебного процесса, целесообразности применения средств информационных образовательных технологий, стимулирования и мотивации.

2. Разработан двухуровневый электронно-обучающий комплекс по экологии (включающий в себя содержание учебной дисциплины «Экология», соответствующее государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования, контрольно-измерительный пакет в виде тестов на самопроверку и контрольных итоговых тестов, глоссарий по экологии на 11 ООО терминов, нормативно-правовую базу, практикум по экологии в виде сборника задач) в соответствии с требованиями педагогического дизайна, который может быть использован в экологической подготовке студентов технических вузов для всех направлений (базовый уровень), а также в процессе экологической подготовки студентов направления «Техносферная безопасность» (углубленный уровень). Теоретическая значимость исследования состоит в том, что: определены возможности применения информационных образовательных технологий в экологической подготовке студентов технических вузов, заключающиеся в моделировании экологических последствий своей профессиональной деятельности;

10 дисциплиной профессионального цикла (углублённый уровень), способствующий формированию профессиональных компетенций студентов с позиций экоцентризма.

На защиту выносятся:

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечиваются изучением, глубоким анализом большого числа научной1 литературы и опорой на фундаментальные педагогические работы по исследуемой проблеме; применением комплекса теоретических и эмпирических методов исследования, адекватных проблеме исследования, его целям, задачам, гипотезе; научной апробацией исследования, ход и результаты которого обсуждались на всероссийских и международных конференциях и отражены в публикациях; личным опытом работы автора в высшем учебном заведении в должности старшего преподавателя.

Апробация и внедрение результатов исследования.

Результаты диссертационного исследования внедрены в Казанском государственном техническом университете им. А.Н. Туполева, а также в отчётах лаборатории естественно-математической и общепрофессиональной подготовки ИПППСЬ РАО за 2007-2009 годы. Основные положения и результаты исследования докладывались и обсуждались на международных и всероссийских научных конференциях и семинарах: Международной научно-практической конференции «ИТО-Поволжье» (г.Казань, 2007г.), межрегиональной научно-практической конференции «Состояние и проблемы профессионального образования: региональный аспект» (г.Зеленодольск,

2008г.), Международной научно-практической конференции «Компетентностный подход к профессионально-культурному становлению специалиста» (г.Казань, 2008г.), Всероссийской научно-практической конференции «Развитие многоуровневой системы подготовки специалистов в области машиностроения» (г.Казань, 2009г.), II международном экологическом конгрессе ЕЬРГГ «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов» (г.Тольятти, 2009г.), Международной научно-практической конференции «Современные проблемы безопасности жизнедеятельности: опыт, проблемы, поиски решения» (г.Казань, 2010г.).

Структура диссертации.

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика профессионального образования"

Выводы по второй главе:

1. Проанализировано понятие педагогического дизайна информационно-методического обеспечения (в частности, электронно-обучающего комплекса), раскрыто его содержание и составляющие, показана его необходимость при применении информационных технологий в экологической подготовке студентов технических вузов.

2. Выделены необходимые требования педагогического дизайна для проектирования электронных образовательных ресурсов:

- рекомендации по структуре и содержанию основных учебных элементов;

- организация систем поиска и гиперссылок;

- физиологические особенности восприятия цветов и форм;

- рекомендации по использованию элементов оформления.

3. Выявлены условия повышения визуальной эффективности электронно-обучающего комплекса по экологии при соблюдении требований педагогического дизайна в процессе проектирования, заключающиеся в том, что содержание составляющих элементов наглядности должно соответствовать цели ее предъявления и методу обучения, а объем визуальной информации должен соответствовать эргономическим и психофизиологическим возможностям обучающегося.

4. Обоснована структура и разработано содержание электронно-обучающего комплекса «Экология» для студентов технических вузов с учётом требований педагогического дизайна, представлена его двухуровневая структура, включающая в себя учебную программу, соответствующую государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования, электронно-обучающий комплекс по экологии, контрольно-измерительный пакет, пособие для преподавателей.

5. Показана возможность использования заключительных тестов, содержащихся в электронно-обучающем комплексе «Экология», в качестве контрольной методики балльно-рейтинговой системы на основании того, что автоматизированная тестирующая система комплекса «Экология» по результатам опроса выставляет не только традиционную оценку, но и приравнивает ее к соответствующему по балльно-рейтинговой системе баллу.

6. Проведена экспериментальная проверка внедрения электронно-обучающего комплекса в процесс экологической подготовки, доказана эффективность применения информационных образовательных технологий на лекционных и практических занятиях по экологии для студентов третьего и четвертого курсов различных технических специальностей. Результаты опытно-экспериментальной апробации показали, что объем усвоенных знаний по дисциплине «Экология» при проведении занятий на базе электронно-обучающего комплекса больше на 20,7% , чем при традиционной схеме учебного процесса.

7. Проанализированы самочувствие, активность и настроение (как функциональное состояние организма) студентов третьего и четвертого курсов КГТУ по методике «САН» до и после занятий с информационными образовательными технологиями, в частности с имитационными играми. Выявлено, что у 68% студентов после проведения занятий функциональное состояние организма улучшилось, у 13% оно осталось неизменным, а у 19% стало хуже. В связи с результатами исследования выявлено, что внедрение информационных образовательных технологий в процесс обучения должно быть направлено на достижение определенных конкретных целей. Необходимо выбрать и уточнить конечный результат обучения, затем структурировать учебный материал в соответствии с программой, и после этого выбрать соответствующие формы, методы и средства обучения. Кроме того, при выборе информационных образовательных технологий необходим учет специфики учебного материала, состава студентов, их возраста, а также уровня подготовки.

8. Проведен анализ данных итогового контроля знаний по предмету «Экология» после проведения занятий с использованием информационных образовательных технологий по системе мониторинга, разработанной и внедренной в Казанском государственном техническом университете, в которой текущий мониторинг уровня усвоения материала студентами основан на сравнении наборов объективных данных об академической успеваемости с наборами усредненных показателей групп студентов. Выявлено, что применяемая в качестве информационной образовательной технологии имитационная игра по экологии, нуждается в корректировке и отладке относительно различных вариантов ее проведения для различных по успеваемости групп студентов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Экологический кризис не преодолеть одними технологическими и экономическими мерами, надо изменить всю ту систему ценностей и жизненных ориентиров, которая руководит поступками и действиями каждого из нас в повседневной жизни и профессиональной деятельности. Человеку присуще такое свойство, как рациональность. В течение нескольких последних веков баланс между разными формами рациональности нарушился. Техническая рациональность во время научно-технической революции развивается очень быстро, другие же формы рациональности, традиционно называемые мудростью, связанные с усмотрением ценностей, в настоящее время не развиваются и даже претерпевают регресс. До сих пор многие наши оценки собственной деятельности строились на основе узко понимаемой технической и экономической рациональности. Настало время восстановить гуманистические основания «рациональности». Это невозможно сделать без поворота к нуждам конкретных людей. Такой поворот не осуществить без участия людей в управлении природопользованием, что невозможно без высокой образованности населения, его высокой экологической грамотности.

Сегодня нужны такие методы обучения, которые бы облегчали и ускоряли передачу знаний учащимся, активизировали процесс усвоения ими знаний, обучали их приемам самостоятельной работы с учебным материалом, повышали эффективность образовательного процесса.

Сложившиеся в настоящее время социально-экономические и социально-культурные условия требуют подготовки профессиональных и компетентных специалистов, способных ориентироваться в потоке постоянно меняющейся информации, а также умеющих самостоятельно и творчески мыслить. На сегодняшний день это невозможно без овладения студентами знаниями, умениями, навыками использования информационных технологий в сфере будущей профессиональной деятельности.

Как отмечалось ранее, с помощью информационных образовательных технологий, используемых в процессе обучения, конкретизируются понятия, явления и события, организуется и направляется восприятие, объективизируется содержание. Информационные образовательные технологии выполняют функции источника, меры учебной информации, детектора организации внимания и наблюдения. Их применение формирует определенное эмоциональное отношение учащихся к изучаемому материалу, стимулирует интерес к предмету.

Но прежде чем создавать информационный образовательный ресурс, необходимо:

- определить цель создания, область применения, а также аудиторию, для которой он предназначен, так как все эти факторы в дальнейшем будут влиять на уровень изложения и представления материала;

- собрать и проанализировать информацию по разрабатываемой теме -она должна отражать действительность, быть актуальной, достаточной, не должна содержать неопределенностей, изложение должно соответствовать возрастной аудитории;

- подобрать соответствующий иллюстративный материал - графики, схемы, рисунки, видеофайлы, продумать сценарий работы студента с ресурсом, исходя из этого выбрать его структуру и навигацию.

Появление компьютеров открыло новые возможности для оформления учебных материалов. Поэтому появился педагогический дизайн, который выступает в роли педагогического инструмента, благодаря которому обучение и учебные материалы становятся более привлекательными, эффективными, результативными.

Компьютерные технологии позволяют управлять вниманием, давая возможность концентрировать его или распределять, быстро переключать с одного объекта на другой или поддерживать устойчивость внимания, вызывают интерес к глубокому и основательному познанию.

Таким образом, в ходе данного диссертационного исследования нами были решены следующие педагогические задачи:

1. Определены возможности применения информационных образовательных технологий в экологической подготовке студентов технических вузов.

В рамках данной задачи, в первую очередь, нами была выявлена сущность современной экологической подготовки студентов технических вузов, которая заключается в том, что все студенты технических вузов являются будущими работниками техносферы, и их деятельность, как и любая деятельность вообще, будет потенциально опасной, в связи с чем необходимо воспитывать их и обучать в духе экоцентризма (постановка вопросов природы в центр относительно интересов человека) с целью минимизировать влияние результата их деятельности на окружающую среду. И задача в том, чтобы подготовить не просто первоклассного специалиста, а личность, помимо профессиональных знаний, освоившую экологическую культуру, развившую экологическое мировоззрение, которые позволяют действовать как творчески, так и нравственно. И сущность в том, чтобы побороть технократический склад ума и уже с этих позиций преподнести экологическую науку.

Особенность экологической подготовки студентов технических вузов состоит в следующем: для объективного видения последствий своей будущей профессиональной деятельности необходимо применение в учебном процессе информационных образовательных технологий.

Информационные образовательные технологии - средства и методы-подготовки, передачи и предоставления информации для обучающегося, использующие компьютер в качестве нового, динамично развивающегося средства поддержки образовательного процесса, кардинально меняющего систему форм и методов образования. Информационные образовательные технологии являются по своей сути системой методов обучения, которая обеспечивает оптимальное и эффективное восприятие, усвоение и использование учебной информации в интерактивном режиме.

В ходе исследования нами были выделены основные виды информационных образовательных технологий для экологической подготовки. Это электронно-обучающие комплексы, имитационные компьютерные игры, компьютерные тестирующие системы, геоинформационные технологии, математическое моделирование.

В процессе экологической подготовки студентов технических вузов они позволяют:

- моделировать (а следовательно, и прогнозировать) экологические ситуации, экологические и техногенные катастрофы без учета реально необходимых для их создания временных и пространственных интервалов;

- моделировать недоступные непосредственному восприятию процессы, явления и природные катаклизмы;

- показать (а в дальнейшем и рассчитать) последствия экологических и техногенных катастроф в динамике; 4

2. Разработана модель экологической подготовки студентов технических вузов на основе информационных образовательных технологий, направленная на достижение профессиональных компетенций студентов технических вузов в процессе экологической подготовки.

Ведя речь о студентах технических вузов, в качестве примера нами были проанализированы некоторые Федеральные государственные образовательные стандарты высшего профессионального образования III поколения:

- для бакалавров по таким направлениям подготовки как «Техническая эксплуатация авиационных электросистем», «Техническая эксплуатация авиационных электросистем и пилотажно-навигационных комплексов», «Наноинженерия»;

- для магистров по таким направлениям как «Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей», «Техническая эксплуатация авиационных электросистем и пилотажно-навигационных комплексов», «Эксплуатация водного и транспортного оборудования», «Холодильная, криогенная техника и системы жизнеобеспечения»;

- для специалистов по таким направлениям как «Проектирование технологических машин и комплексов», «Самолето- и вертолетостроение», «Проектирование авиационных и ракетных двигателей», «Техническая эксплуатация транспортного радиооборудования», «Испытание летательных аппаратов».

Для данных направлений нами были выделены те профессиональные компетенции, которыми должны обладать выпускники технических вузов, в которых задействованы информационные технологии и экологическая составляющая инженерной подготовки.

В разработанной нами модели приведены основные профессиональные компетенции студентов технических вузов с позиций экоцентризма, а также выделены принципы экологической подготовки студентов технических вузов на основе информационных образовательных технологий, которыми являются: принцип экоцентризма, интеграции, модульности обучения, вариативности, интерактивности, индивидуализации, интенсификации учебного процесса, целесообразности применения средств информационных образовательных технологий, стимулирования и мотивации.

В качестве информационных образовательных технологий экологической подготовки нами выделены имитационные игры, электронно-обучающие комплексы, компьютерное тестирование и геоинформационные технологии.

Анализ педагогической литературы позволил сделать вывод о том, что использования информационных образовательных технологий эффективно на всех стадиях образовательного процесса, а именно: на этапе предъявления учебной информации обучающимся; на этапе усвоения учебного материала в процессе интерактивного взаимодействия с компьютером; на этапе повторения и закрепления усвоенных знаний (навыков, умений); на этапе промежуточного и итогового контроля и самоконтроля достигнутых результатов обучения; на этапе коррекции и самого процесса обучения, и его результатов путем совершенствования дозировки учебного материала, его классификации, систематизации.

В ходе диссертационного исследования нами был разработан электронно-обучающий комплекс «Экология» для студентов технических вузов.

Структура электронно-обучающего комплекса «Экология» состоит из трех основных модулей - содержательного (включает базовый и углубленный уровень), практического (включает лабораторные работы по экологии, расчётные задачи, имитационные компьютерные игры) и справочного (включает глоссарий, нормативно-правовую базу, дополнительную литературу, справку по работе с электронно-обучающим комплексом).

Особенность разработанного нами электронно-обучающего комплекса заключается в двухуровневой модели обучения экологии. Первый — базовый

- уровень состоит из 7 глав и предназначен для студентов всех специальностей технических вузов, изучающих данную дисциплину. Второй

- углубленный - уровень состоит из 12 глав и разработан для студентов таких специальностей как «Безопасность жизнедеятельности в техносфере», «Защита в чрезвычайных ситуациях», для которых экология является дисциплиной профессионального цикла.

Каждая из глав обоих уровней заканчивается контрольным промежуточным тестированием, которое может быть использовано как студентами для самопроверки своих знаний, так и преподавателем для промежуточного контроля знаний в течение изучения всего курса. В зависимости от количества правильных ответов система выставляет такие оценки как «отлично», «хорошо», «удовлетворительно» и «неудовлетворительно». Кроме того, подобное тестирование может использоваться как контрольная аттестация в балльно-рейтинговой системе.

Каждый уровень в свою очередь заканчивается объемным заключительным тестированием по всему курсу. Для первого уровня заключительный тест содержит 75 вопросов закрытого типа, для второго уровня - 80 вопросов также закрытого типа. Такой заключительный тест позволяет преподавателю: для базового уровня — поставить на основании результатов тестирования зачет; для углубленного уровня - поставить на основании результатов тестирования экзамен.

Каждому вопросу заключительного теста в зависимости от степени его сложности присвоен балл: 1 балл - вопрос легкий; 2 балла — вопрос средний; 3 балла - вопрос тяжелый. В итоге по суммированию баллов система выдаёт полученный студентом балл, а также выставляет соответствующую баллам оценку: «отлично», «хорошо», «удовлетворительно», неудовлетворительно». Для ранжирования оценок нами были учтены основные положения балльно-рейтинговой системы контроля знаний.

Отличительной особенностью электронно-обучающего комплекса «Экология» является то, что изучить информацию углубленного уровня (то есть второго) можно только после 100% прохождения входного контроля перед каждой его главой. Входной контроль представляет собой небольшой контрольный тест объемом от 5 до 10 вопросов закрытого типа в зависимости от конкретной главы, который направлен на выявление пробелов в основных знаниях по экологии, которые были получены в ходе изучения первой главы. Поэтому если даже хотя бы на один вопрос будет получен неправильный ответ, то такой студент должен сначала еще раз подкрепить и упрочить свои знания, а уже потом углублять их. В помощь к тому, что именно не усвоено студентом на первом уровне, электронный комплекс в результате прохождения такого тестирования выдает пожелания внимательнее и подробнее изучить неусвоенный студентом материал со ссылкой на необходимую главу базового уровня.

Для выявления и применения умений, а также для реализации полученных знаний в электронно-обучающий комплекс «Экология» нами был включен комплекс задач по загрязнению атмосферы и гидросферы (расчеты выделяющихся в атмосферу выбросов, расчет необходимой степени очистки сточных вод и прочее).

4. Проверена эффективность внедрения электронно-обучающего комплекса в процесс экологической подготовки студентов технических вузов.

Проведена экспериментальная проверка эффективности использования информационных образовательных технологий в экологической подготовке, в частности доказана эффективность применения электронно-обучающих комплексов на лекционных и практических занятиях по экологии: объем усвоенных знаний по дисциплине «Экология» при проведении занятий на базе электронно-обучающего комплекса больше на 20,7%, чем при традиционной схеме учебного процесса. По методике «САН» было проанализировано самочувствие, активность и настроение обучающихся до и после занятий с электронно-обучающим комплексом «Экология». Результаты эксперимента показали улучшение функционального состояния у 68% респондентов, ухудшение у 19% и неизменное состояние у 13%. Анализ полученных данных позволяет сделать вывод о необходимости направленного использования электронно-обучающего комплекса на достижение определенных конкретных целей и результатов с учетом специфики учебного материала, состава студентов, их возраста, а также уровня подготовки. Также в ходе педагогического эксперимента данные итогового контроля знаний по предмету «Экология» после проведения занятий с использованием информационных образовательных технологий были подвергнуты анализу по системе мониторинга, разработанной и внедренной в Казанском государственном техническом университете.

Таким образом, в настоящем исследованием определены возможности применения информационных образовательных технологий в экологической подготовке студентов технических вузов, заключающиеся в моделировании экологических последствий своей профессиональной деятельности, а также разработана модель экологической подготовки студентов технических вузов на основе информационных образовательных технологий, учитывающая современные требования, предъявляемые к будущим инженерам с позиций формирования профессиональных компетенций и обеспечивающая основу для подготовки специалистов направления «Техносферная безопасность» и других технических направлений. Практический результат проведенного исследования - электронно-обучающий комплекс по экологии, который благодаря двухуровневой структуре может быть использован преподавателями при совершенствовании структуры и содержания экологической подготовки студентов технических вузов для всех направлений (базовый уровень), а также в процессе экологической подготовки студентов направления «Техносферная безопасность», для которых «Экология» является дисциплиной профессионального цикла (углублённый уровень), способствующий формированию профессиональных компетенций студентов с позиций экоцентризма.

Перспективным направлением дальнейшего исследования являются разработка входного контроля знаний обучающихся с последующим предоставлением индивидуальной траектории обучения и системы учета психофизиологических и психологических особенностей обучающихся, включающей модуль диагностики и коррекции значимых для обучения и профессиональной деятельности качеств личности и состояний человека.

Результаты диссертационного исследования внедрены в процесс экологической подготовки студентов Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Загребина, Екатерина Ильдусовна, Казань

1. Абросимов, И.А. Безопасность жизнедеятельности: Электронный учебно-методический комплекс, 680 Мб, КГТУ им. А.Н.Туполева / И.А.Абросимов, Е.В.Муравьёва, А.В.Дёмин и др. Казань, 2002. - 768 с.

2. Алексеев, C.B. Теоретические основы и методика экологической подготовки учителя в системе постдипломного образования: дис. . д-ра пед. наук / С.В.Алексеев; РАО, Ин-т образования взрослых. — СПб., 1998. 469 с.

3. Аленичева Е., Монастырев Н. Этапы создания электронных учебников // Высшее образование в России. 2001. -5.-е. 103-106.

4. Асмолов, А.Г. От экологических знаний — к картине мира /

5. A.Г.Асмолов // Вестник образования. 1993. - №7. - С. 12-22.

6. Башмаков, А.И., Башмаков, И.А. Разработка компьютерных учебников и обучающих систем. М.: Филинъ, 2003. - 413 с.

7. Безрукова, B.C. Словарь нового педагогического мышления /

8. B.С.Безрукова. Екатеринбург, 1997. - 93 с.

9. Белов, C.B. Роль знаний о безопасности жизнедеятельности человека в техносфере в смягчении демографического кризиса в России / С.В.Белов // Безопасность жизнедеятельности. Приложение. 2003. — № 11. - С. 2-38.

10. Белов, C.B. Российская концепция непрерывного многоуровневого образования в области безопасности жизнедеятельности / С.В.Белов, В.А.Девисилов // Безопасность жизнедеятельности. 2005. - №4. - С. 73—79.

11. Берн, Э. Игры, в которые играют люди. Психология человеческих взаимоотношений; люди, которые играют в игры. Психология человеческой судьбы / под ред. М.С.Мацковского / Э.Берн. М.: Лист-Нью, 1997. - 336 с.

12. Ю.Беспалько, В.П. Теория учебника: Дидактический аспект / В.П.Беспалько. М.: Педагогика, 1998. - 106 с.

13. П.Вербицкий, A.A. Деловая игра как метод активного обучения / А.А.Вербицкий // Современная высшая школа. 1982. - № 3/39. - С. 129-142.

14. Вербицкий, A.A. Контекстное образование в системе экологического образования / Экологическое образование: Концепции и технологии /ч ч

15. А.А.Вербицкий. Волгоград: Перемена, 1996. - 346 с.

16. Вернадский, В.И. Биосфера и ноосфера / В.И.Вернадский. М.: Рольф, 2002. - 576 с.

17. Виленский, В.Я., Образцов, П.И., Уман, А.И. Технологии профессионально-ориентированного обучения в высшей школе: Учебное пособие / Под ред. В.А. Сластенина. М.: Педагогическое общество России, 2004.-192 с.

18. Воспитание экологической культуры школьников как психолого-педагогическая проблема (Опыт теоретико-прикладного исследования): сб. науч. статей / под ред. Б.Т.Лихачева и Н.С.Дежниковой. М., 1997. - 64 с.

19. Встреча на высшем уровне «Планета Земля»: Программа действий. «Повестка дня XXI век и другие документы конференции в Рио-де-Жанейро в популярном изложении / сост. Майкл Китинг. — Женева, 1993. - 60 с.

20. Вуль, В.А. Электронные издания. СПб.: БХВ-Петербург, 2003. - 560е.: ил.

21. Гайсин, И.Т. Преемственность экологического воспитания: монография / И.Т.Гайсин. Казань, 1999. - 337 с.

22. Гейнрих, Д. Экология: ску-АИаБ: пер. с 5-го нем. изд. / худож. Рудольф и Розмари Фанерт; науч. ред. пер. В.В.Серебряков / Д.Гейнрих, М.Гергт. М: Рыбари, 2003. - 287 е.: илл.

23. Гершунский, Б.С. Компьютеризация в сфере образования: Проблемы и перспективы. М.: Педагогика, 1987. — 264 с.

24. Гильмеева, Р.Х. Формирование ключевых профессиональных компетенций студентов в учреждениях среднего профессионального образования в процессе преподавания гуманитарных дисциплин / Р.Х. Гильмеева и др. // Научный Татарстан. 2009. - № 3. - 111 - 124.

25. Гимадеев, М.М. Экологический энциклопедический словарь. Около 11000 слов / под ред. М.М.Гимадеева / М.М.Гимадеев, А.И.Щеповских. -Казань: Природа, 2000. 544 е.: илл.

26. Глазачев, С.Н. Педагогическое наследие В.И.Вернардского: опыт контекстного анализа / С.Н.Глазачев // В.И.Вернардский: ноосферология иобразование — Тамбов, 1997. 128 с.

27. Глазачев, С.Н. Теоретические основы формирования экологической культуры учителя: дис. в виде науч. докл. . д-ра пед. наук / С.Н.Глазачев; Моск. гос. открытый пед. ун-т. М., 1998. - 68 с.

28. Глазачев, С.Н. Экологическая культура учителя: монография / С.Н.Глазачев. М.: Современный писатель, 1998. — 431 с.

29. Гласс, Дж. Статистические методы в педагогике и психологии: пер. с англ. / Дж. Гласс, Дж. Стэнли. М.: Прогресс, 1976. - 495 с.

30. Глобалистика: энциклопедия / гл. ред. И.И.Мазур, А.Н.Чумаков; Центр научных и прикладных программ «Диалог». М.: ОАО Изд-во «Радуга», 2003. - 1328 с.

31. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования: Государственные требования к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника по спец. «013100 — Экология» / Гос. ком. РФ по высш. Образованию М.: б.и., 1995. - 28 с.

32. Гриэдл, Т.Е. Промышленная экология: учеб. пособие для вузов/пер. с англ., под ред. проф. Э.В.Гирусова / Т.Е.Гриэдл, Б.Р.Алленби. М.: ЮНИТИ -ДАНА, 2004. - 527 с. - Серия «Зарубежный учебник».

33. Данилов-Данильян, В.И. Экологический вызов и устойчивое развитие: учеб. пособие / В.И.Данилов-Данильян, К.С.Лосев. М.: Прогресс-Традиция, 2000.-214 с.

34. Девисилов, В.А. Специализация «Безопасность жизнедеятельности в техносфере». Концепция и методика подготовки специалистов / В.А.Девисилов // Безопасность жизнедеятельности. 2001. - № 1. - С. 44-53.

35. Дерешко, Б.Ю. Классификация информационно-коммуникационных образовательных технологий и их использование в учебном процессе вуза. / Б.Ю. Дерешко // Телекоммуникации и образование. 2006. - №1. - С. 92-103.

36. Дерябо, С.Д. Методики диагностики и коррекции отношения к природе / С.Д.Дерябо, В.А.Ясвин. — М., 1995. 147 с.

37. Дерябо, С.Д. Экологическая педагогика и психология / С.Д.Дерябо, В.А.Ясвин. Ростов-на-Дону: Феникс, 1996. - 480 с.

38. Дерябо, С.Д. Экологическая психология: диагностика экологического сознания / С.Д.Дерябо. — М.: Моск. психол.-социальный ин-т, 1999. 310 с.

39. Закон Российской Федерации «Об образовании». М.: Новая школа, 1993.-26 с.

40. Ибрагимов, Г.И. Компетентностный подход в профессиональном образовании / Г.И. Ибрагимов // Educational Technology & Society. 2007. - № 10(3).

41. Ившина, Г.В. Информационные технологии мониторинга качества образовательных систем (дидактические основы). Монография. Казань: Центр инновационных технологий, 2000. — 136 с.

42. Ившина, Г.В. Компьютеризация педагогического эксперимента по выявлению развития творческих способностей студентов в обучении: дис. . канд. пед. наук / Г.В.Ившина; Казан, гос. ун-т. Казань, 1990. - 190 с.

43. Игнатова, В.А. Формирование экологической культуры учащихся: теория и практика / под ред. В.И.Загвязинского. — Тюмень, 1998. — 244 с.

44. Интернет-обучение: технологии педагогического дизайна / Под ред. кандидата педагогических наук М.В.Моисеевой. — М.: Издательский дом «Камерон», 2004. 216 с.

45. Кавтарадзе, Д.Н. Зачем нам экологическое образование? / Д.Н.Кавтарадзе // На пути к устойчивому развитию. — 1997. №2 (6). - С. 3840.

46. Кирилова, Г.И. Оптимизация содержания информационно-компьютерной подготовки в средней профессиональной школе. — Дисс. на соиск. уч. ст. д.п.н., Казань. — 2001 г. 376 с.

47. Кирилова, Г.И. Принципы информационно-средового подхода к модернизации профессионального образования // Казанский педагогическийжурнал. № 8. - 2008.- С. 54-60.

48. Кобылянский, В.А. Философия экологии: общая теория экологии, геоэкология, биоэкология: учеб. пособие / В.А.Кобылянский. М.: ФАИР-ПРЕСС, 2003.- 192 с.

49. Колесников, С.И. Основы экологии для инженеров: учеб. пособие / С.НКолесников. Ростов-на-Дону: Феникс, 2003. - 346 с.

50. Комов, C.B. Развитие региональных систем экологического образования в России / С.В.Комов // Материалы Всероссийской конф. 28—30 сентября 2004 г., г. Пермь / отв. ред. В.В.Мисенжников; Перм. гос. пед. ун-т. -Пермь, 2004.-316 с.

51. Кочергин, А.Н. Экологическое образование и воспитание в контексте современных глобальных техногенных процессов / А.Н.Кочергин // Философия образования. М.: Фонд «Новое тысячелетие», 1996. - С. 246-266.

52. Кречетников, К.Г. Проектирование креативной образовательной среды на основе информационных технологий в вузе. Моногр. — Москва: Изд-во Госкоорцентр, 2002. 296 с.

53. Курс инженерной экологии: учеб. для вузов / под общ. ред. И.И.Мазура. М.: Высш. школа, 1999. - 447 с.

54. Левина, Е.Ю. Внутривузовская диагностика качества обучения на основе автоматизированной экспертной системы: Дис.канд.пед.наук: 13.00.01, Казань, 2008.

55. Легостаева, Л.В. Подготовка студентов педвуза к решению проблем экологического образования в условиях общеобразовательной школы (на примере изучения естественных дисциплин). — Уфа, 1995. — 182 с.

56. Лихачев, Д.С. Экология проблема нравственная / Д.С.Лихачев // Наше наследие. - 1991. - №2. - С. 10-15.

57. Лызь, H.A. Экологическое образование как средство развития экологического сознания личности студента технического вуза: автореф. дис. . канд. пед. наук / Н.А.Лызь. — Таганрог, 1998. — 28 с.

58. Мазур, И.И. Курс инженерной экологии: учебник для студентов высш. техн. учеб. заведений / И.И.Мазур, О.И.Молдаванов; под ред. И.И.Мазура. -Изд. 2-е, испр. и доп. М.: Высш. школа, 2001. - 510 с.

59. Майоров, А.Н. Теория и практика создания тестов для системы образования / А.Н. Майоров. М.: Народное образование, 2001. - 352 с.

60. Мамедов, Н.М. Культура, экология, образование / Н.М.Мамедов. М.: Изд. РЭФПА, 1996.-51 с. • ' .* ч.

61. Мамедов, Н.М. Основы общей экологии: учебник для 10-11 кл.: авт./сост.: Н.М.Мамедов, И.Т.Суравегина, С.Н.Глазачев. М.: Изд-во МДС, 1998.-340 с.

62. Матрос, Д.Ш. Электронная модель школьного учебника //Информатика и образование. 2000. № 8.

63. Машбиц, Е.И. Психолого-педагогические проблемы компьютеризации обучения / Е.И.Машбиц. М.: Московский психолого-социальный институт, 1998.-42 с.

64. Медведев, В.И. Экологическое сознание: учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по пед. психологии и экол. направлениям и спец. / В.И.Медведев, А.А.Алдашева. Изд. 2-е, доп. -М.: Логос, 2001. - 384 с.

65. Митин, Б.С. Инженерное образование на пороге XXI века / Б.С.Митин, В.Ф.Мануйлов. -М., 1996. 190 с.

66. Михайлычев, Е.А. Дидактическая тестология / Е.А. Михайлычев. М.: Народное образование, 2001. - 432 с.

67. Моисеев, H.H. Историческое развитие и экологическое образование / Н.Н.Моисеев. М.: МНЭПУ, 1995. - 56 с.

68. Моисеев, H.H. Экология и образование / Н.Н.Моисеев. М.: ЮНИСАМ, 1996.-220 с.

69. Моисеев, H.H. Универсальный эволюционизм и самоорганизация / Н.Н.Моисеев // Экология и жизнь. 2003. - №2. - С. 173-181.

70. Моисеева, JI.B. Развитие региональных систем экологического образования в России / Л.В.Моисеева // Материалы Всероссийской конф. 28—30 сентября 2004 г., г. Пермь / отв. ред. В.В.Мисенжников; Перм. гос. пед. ун-т. — Пермь, 2004.-316 с.

71. Моисеева, Л.В. Экологическая педагогика: Понятийно-терминологический словарь для учителя. Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. проф.-пед. ун-та, 2004. - 57 с.

72. Московская международная декларация по экологической культуре // ЭКОС. 1998. - №2 (18). - С. 10-11.

73. Муравьёва, Е.В. Природопользование: Электронный учебно-методический комплекс, 650 Мб, КГТУ им. А.Н.Туполева / Е.В.Муравьёва, Е.И.Исакова. Казань: КГТУ, 2005. - 670 с.

74. Муравьёва, Е.В. Развитие системы экологического образования (на примере КГУ) / Е.В.Муравьёва // Профессиональное образование: вопросы истории и современности. — Казань: ИСПО РАО, 2005. С.31-41.

75. Муравьёва, Е.В. Казанский государственный университет и развитие системы экологического образования / Е.В.Муравьёва // Безопасность жизнедеятельности. М., 2005. -№7. - С. 25-26.

76. Муравьёва, Е.В. Экологическое образование студентов техническоговузакак базовая составляющая стратегии преодоления экологического кризиса: Дис.докт.пед.наук: 13.00.01, Казань, 2008.

77. Муравьёва, Е.В. Экологическая подготовка студентов технических вузов: монография / Е.В.Муравьёва. Казань: РИЦ «Школа», 2006. - 244 с.

78. Мухаметзянова, Г.В. Гуманизация и гуманитаризация средней и высшей технической школы: монография / Г.В.Мухаметзянова. Казань: Информационный центр ИССО РАО, 1996. - 328 с.

79. Надеева, М.И. Теория и практика гуманитаризации высшей технической школы. Общая педагогика: автореф. дис. . д-ра пед. наук / М.И.Надеева. Казань, 1998. - 37 с.

80. Наше будущее: Докл. Междунар. комиссии по окружающей среде и развитию (МОСР): пер. с англ. / под ред. и послесл. С.Н.Евтеева, В.Н.Прелета. -М.: Прогресс, 1990. С. 37-67.

81. Нигматов, З.Г. Гуманистические основы педагогики: Учеб. пособие. -М.: Высш. шк., 2004. 400 с

82. Нигматов, З.Г. Гуманистические традиции педагогики: Учебное пособие для студентов и аспирантов высших учебных заведений. Казань: Татарское республиканское издательство «Хэтер» (ТаРИХ), 2003. - 271 с.

83. Образование в области окружающей среды: Планерные доклады участников III Всесоюзной конф., 29 октября 2 ноября 1990 г.: в 2 т. - Т.1. -Казань, 1990.-480 с.

84. Образцов, П.И. Методы и методология психолого-педагогического исследования. СПб.: Питер, 2004. - 268 е.: ил.

85. Педагогический энциклопедический словарь / гл. ред. Б.М.Бим-Бад; редкол.: М.М.Безруких, В.А.Болотов, Л.С.Глебова и др. М.: Большая Российская энциклопедия, 2002. - 528 е.: илл.

86. Полат, Е.С. Современные педагогические и информационные технологии в системе образования: учеб. пособие для студентов высш. учеб. заведений / Е.С. Полат, М.Ю. Бухаркина. -М.: Издательский центр «Академия», 2007. — 368 с.

87. Программа действий. Встреча на высшем уровне «Планета Земля». «Повестка дня на XXI век» и другие документы конференции в Рио-де

88. Жанейро в популярном изложении. М.: Центр «За наше общее будущее», 1993.-70 с.

89. Профессиональное образование в России: методология и теория / Г.В. Мухаметзянова и др.. М.: Гуманитар, изд. центр ВЛАДОС; Казань: ИПППО РАО, 2005.-335 с.

90. Развитие системы экологического образования и просвещения в Российской Федерации в 1992-2002 годах. Информационно-аналитический обзор. М.: Гос. центр экологических программ, 2002. — 448 с.

91. Реймерс, Н.Ф. Начала экологических знаний: учеб. пособие / Н.Ф.Реймерс. М.: Изд-во МНЭПУ, 1993. - 96 с.

92. Роберт, И.В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы, перспективы использования / И.В.Роберт. М.: Школа-Пресс, 1994. - 205 с.

93. Романовский, В.Л. Прикладная техносферная рискология. Экологические аспекты / В.Л.Романовский, Е.В.Муравьёва: монография. — Казань: РИЦ «Школа», 2007. 342 с.

94. Селевко, Г.П. Современные образовательные технологии: учеб. пособие / Г.П.Селевко. М.: Народное образование, 1998. - 256 с.

95. Сериков, Г.Н. Отбор содержания экологического образования в техническом вузе на основе системного подхода: дис. .канд. пед. наук / Г.Н.Сериков. Екатеринбург, 1996. - 175 с.

96. Симонова, Т.И. Формирование экологического сознания студентов педагогического университета небиологических специальностей. Общая педагогика, история педагогики и образования: автореф. дис. . канд. пед. наук / Т.И.Симонова. Самара, 2000. - 21 с.

97. Ситаров, В.А. Социальная экология: учеб. пособие для студентов высших педагогических заведений / В.А.Ситаров, В.В.Пустовойтов. М.: Издательский центр «Академия», 2000. - 280 с.

98. Смирнов, С.Д. Педагогика и психология высшего образования: от деятельности к личности: Учеб пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений. — М.: Издательский центр «Академия», 2003. 304 с.

99. Соловов, A.B. Об эффективности информационных технологий обучения // Высшее образование в России. 1997. - №3. — С. 100-107.

100. Субетто, А.И. Вернадская революция, неклассическая экология и экологическое образование в России / А.И.Субетто // Экологические проблемы Балтийского региона и экологическое образование / под ред. С.В.Алексеева. — СПб.: Крисмас+, 1997. С. 9-10.

101. Суравегина, И.Т. Общеобразовательные цели изучения экологии в контексте концепции устойчивого развития / И.Т. Суравегина, Н.М.Мамедов // Вестник экол. образования. — Вып. 1—2. Обнинск, 1995. - 35 с.

102. Суравегина, И.Т. Система экологического образования в школе: Концепция и модель / И.Т.Суравегина // Экология, культура, образование: материалы кконф.-М., 1989.-С. 180-187.

103. Суравегина, И.Т. Экология и мир: метод, пособие для учителя / И.Т.Суравегина, В.М.Сенкевич. -М.: Новая школа, 1994. 128 с.

104. Тавстуха, О.Г. Педагогические основы развития экологической культуры учащихся в условиях дополнительного экологического образования: дис. . д-ра пед. наук / О.Г.Тавстуха. Оренбург, - 2001. - 301 с.

105. Теория и методика экологического образования детей: учеб. пособие для студентов высш. учеб. заведений / С.Н.Николаева. Изд.2-е, испр. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 336 с.

106. Трайнев, В.А., Трайнев, И.В. Информационные коммуникационные педагогические технологии (обобщения и рекомендации): Учебное пособие. -2-е изд. М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К0», 2006. - 280 с.

107. Урсул, А.Д. Наука и образование в стратегии устойчивого развития / А.Д.Урсул // Экологическое образование: концепции и технологии: сб. науч. тр. / под ред. С.Н.Глазачева. Волгоград: Перемена, 1996. - С. 7-13.

108. Христочевский, С.А. Электронные мультимедийные учебники и энциклопедии / С.А.Христочевский // Информатика и образование. 2000. -№2.-С. 190-210.

109. Чуйкова, Т.Г. Формирование экологического мышления у учащихся агротехнических вузов: автореф. дис. . канд. пед. наук / Т.Г.Чуйкова. Казань,1993.- 19 с.

110. Экологическая психология: Опыт построения методологии /

111. B.И.Панов. М.: Наука, 2004. - 197 с.

112. Экологический энциклопедический словарь / под ред. М.М.Гимаде-ева. Казань: Природа, 2000. - 554 с.

113. Яницкий, О.Н. Модели и механизмы реализации российской экополитики / О.НЯницкий // Социологические исследования. 1999. - №4.1. C.21.

114. Ясвин, В. А. Проектирование и моделирование образовательной среды / В.А.Ясвин / под ред. В.П.Лебедевой, В.И.Панова. М., 1997. - 160 с.

115. Ясвин, В.А. Психология отношения к природе / В.А.Ясвин. М.: Смысл, 2000. - 240 с.

116. Ясвин, В.А. Образовательная среда: от моделирования к проектированию / В.А.Ясвин. -М.: Смысл, 2001. 365 с.

117. Die Frage nach der Technik // Die Technik und die Kehre. Pfullingen, 1988.-S. 5-36.

118. Green, M Existential encounters for teachers / M Green // Philosophic alternatives in education / Ed. By G.Gutch. Columbus, 1984. - P. 216.

119. Hodge, I. Environmental Economics. Individual Incentives and Public

120. Choices / I.Hodge // Economics Today / Ed. by A. Leake. Macmillan Press Ltd, 1995. -P. 160-184.

121. Perman, R. Natural Resource and Environmental Economics / R.Perman, J.McGilvray. Singapore: Longman, 1996. - 210 p.

122. Schoon D.A. The Reflective Practitioner / D.A.Schoon. BasicBooks, 1983.- 160 p.

123. Schoon, D.A. Educating the Reflective Practitioner: Towards a New Design for Teaching and Leaning in the Profession / D.A.Schoon. Jossey-Bass, 1987.-210 p.

124. Tielenberg, T. Economic Instruments for Environmental Regulation / T.Tielenberg // Oxford Review of Economic Policy. 1990. - №6. - P. 17-23.

125. Tomayko, J. Human Aspects of Software Engineering / J.Tomayko, O.Hazzan. Charles River Media, 2004. - 210 p.