Формирование профессионально-математической компетентности будущих инженеров по безопасности технологических процессов и производств

Илларионова, Галина Игоревна

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: Формирование профессионально-математической компетентности будущих инженеров по безопасности технологических процессов и производств

Автореферат

Автор научной работы: Илларионова, Галина Игоревна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Москва
Год защиты: 2008
Специальность ВАК РФ: 13.00.08

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Формирование профессионально-математической компетентности будущих инженеров по безопасности технологических процессов и производств"

На правах рукописи

□03167077

ИЛЛАРИОНОВА Галина Игоревна

ФОРМИРОВАНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ БУДУЩИХ ИНЖЕНЕРОВ ПО БЕЗОПАСНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПРОИЗВОДСТВ

Специальность 13.00.08 - теория и методика профессионального образования

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Москва 2008

16АГ'Г2Ш

003167077

Работа выполнена на кафедре социальной и семейной педагогики Российского государственного социального университета

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук, профессор Чакхиев Магомет Абдулгамидович

Официальные оппоненты:

доктор педагогических наук, профессор Короткова Лидия Михайловна

кандидат технических наук, доцент Рудаковская Елена Георгиевна

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Московский государственный областной университет»

Защита состоится 24 апреля 2008 г. в 14 часов на заседании Диссертационного совета Д 212.341 06 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Российском государственном социальном университете по адресу 129226, Москва, ул. Вильгельма Пика, д 4, корп 2 в Зале диссертационного совета

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного социального университета по адресу.

129256 г. Москва, ул Вильгельма Пика, 4, корп. 3

Автореферат разослан «_»_2008 г.

Автореферат размещен на сайте- www rgsu net

Ученый секретарь

Лиссептанионного совета ¿т^с-с^г-

Диссертационного совета ¿^T^c^f- Н.И Никитина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Современный уровень организации и управления производством выдвигает принципиально новые требования к разработке подходов обеспечения безопасности технологических процессов, базирующихся на информационно-компьютерных и прикладных математических технологиях Математическое образование является одним из базовых элементов системы профессиональной подготовки в вузе будущих специалистов по безопасности технологических процессов и производств. Для студентов инженерных специальностей математика является не только учебной дисциплиной, но и профессиональным инструментом анализа, организации, управления технологическими процессами. В Государственном образовательном стандарте высшего профессионального образования специальности 330500 «Безопасность технологических процессов и производств» подчеркивается, что выпускник вуза должен уметь: использовать математические и компьютерные технологии для обработки экспериментальных данных; строить и использовать математические модели для описания и прогнозирования различных производственных процессов; использовать математический аппарат и средства компьютерной графики для оценки техногенных рисков; выполнять с использованием ЭВМ расчеты по безопасности технологических процессов и оформлять проектно-конструкторскую документацию на средства защиты. В решении данных задач важную роль играют сформированные у специалиста в период обучения в вузе умения применять математический аппарат для нужд профессионально-инженерной деятельности.

В науке накоплен определенный потенциал для решения теоретико-прикладных задач, связанных с проблемой формирования профессионально-математической компетентности инженерных кадров. Особенности формирования инженерного профессионализма изучались В.В.Воловиком, А А.Крыловым, Б.Ф.Ломовым. Теоретические основы профессиографического исследования деятельности инженеров по безопасности жизнедеятельности в техносфере представлены в трудах С.В Белова, П.Д Саркисова, И.Б Федорова.' В работах Р.А Блохиной, Г.С.Жуковои, Ю.М Колягина, Г.Л.Луканкина рассмотрена проблема профессионально-ориентированной математической подготовки специалистов различного профиля в вузе Однако недостаточно исследований, раскрывающих специфику формирования в вузе профессионально-математической компетентности инженеров по безопасности технологических процессов с учетом современных особенностей использования математических и компьютерных технологий в их производственной и природоохранной деятельности.

Сложилось противоречие: между объективным запросом рынка труда на профессионально компетентную личность инженера по безопасности технологических процессов и производств, - и недостаточностью научно-методического обеспечения образовательного процесса вуза технологиями профессионально-прикладной математической подготовки будущих инженеров данного профиля.

Изложенное противоречие определило проблему исследования, каковы содержание и технология формирования профессионально-математической компетентности будущих инженеров по безопасности технологических процессов и производств в условиях высшей школы В соответствии с проблемой определена тема исследования - «Формирование профессионально-математической компетентности будущих инженеров по безопасности технологических процессов и производств».

Объект исследования: профессиональная подготовка инженеров по безопасности технологических процессов и производств в условиях вуза

Предмет исследования: процесс формирования профессионально-математической компетентности будущих инженеров по безопасности технологических процессов и производств.

Цель исследования: обосновать и экспериментально проверить эффективность модели формирования профессионально-математической компетентности будущих инженеров по безопасности технологических процессов и производств в вузе.

Гипотеза исследования. Профессионально-математическая компетентность инженера является одним из важных условий успешной адаптации специалиста в профессии, а также фактором высокой результативности его груда в рамках нормативно-правовых требований к безопасности техносферы и эко-лого-природоохранной деятельности Эффективность формирования профессионально-математической компетентности будущих инженеров в вузе может быть существенно повышена, если:

- содержательно-технологическое обеспечение математической подготовки отражает параметризацию требований квалификационных характеристик к системе профессионально-математических компетенций инженера по безопасности технологических процессов и производств, региональную специфику работы инженера в различных промышленных комплексах;

- обеспечена реализация механизмов интеграции естественнонаучной, математической, нормативно-правовой, специально-инженерной, информационно-компьютерной, экологической подготовки студентов в вариативных формах учебной и внеучебной деятельности студентов;

созданы необходимые организационно-педагогические условия формирования профессионально-математической компетентности инженеров

В соответствии с целью и I ипотезой были поставлены следующие задачи исследования:

- выявить место и роль профессионально-математической компетентности в практической деятельности инженеров по безопасности технологических процессов и производств на современном этапе решения задач безопасности техносферы и развитая эколого-природоохранной деятельности в России;

- определить структурно-содержательные и критериально-оценочные характеристики профессионально-математической компетентности инженеров по безопасности технологических процессов;

- осуществить моделирование процесса формирования профессионально-математической компетентности инженера в период обучения в вузе;

- экспериментально подтвердить эффективность реализации разработанной модели в условиях социального университета

Методологической основой исследования явились, идеи целостности человеческого бытия в экологической парадигме развития общества (В.И Вернадский, Н.Н Моисеев, А Д.Урсул, Г.Полде, ГШеффер); философ-ско-методологаческие положения о диалектическом единстве человека, общества и природы (Н А Бердяев, В И Вернадский, В.Хесле), методология инте-грацш и дивергенции явлений, системный подход к изучению педагогических, социально-экологических, техногенных явлений; диалектические положения о единстве общего, особенного, единичного в развивающемся объекте, личностный, деятельпостный, контекстный подходы к профессиональной подготовке специалиста (А А Бодалев, Е.В Бондаревская, А А Вербицкий); концепции о единстве целевого, содержательного и процессуального компонентов профессионального образования (А К Маркова, В А Сластенин, ИС.Якиманская); методологические основы моделирования профессиональной подготовки специалиста (И А Зимняя, Н В Кузьмина, А.К.Маркова, Дж.Равен). Теоретическим фундаментом исследования стали, теории профессионального образования инженеров по безопасности технологических процессов и производств в высшей школе (В.А.Давыдснко, Н Л Пономарев, Н ПТарасова), теории формирования математической компетентности специалистов в период профессиональной подготовки (НЛ Виленкин, Б В.Гнеденко, Ю М Колягин, Г Л.Луканкин, А Г.Мордкович, У Сойер, О.С.Тамер), теории системно-деятельностной природы и интеграции профессионального образования (Б С Гершунский, Ю.К.Кулюткин, В.Д Шадриков).

Для проверки гипотезы и решения поставленных задач использован комплекс методов: теоретические (анализ научной литературы по проблеме исследования, изучение нормативно-правовых документов, моделирование), констатирующие (анализ содержания учебных дисциплин вузов, осуществляющих подготовку инженеров, изучение, анализ, обобщение математической составляющей профессиональной деятельности инженеров и опыта подготовки специалистов в различных вузах); экспериментальные (диагностические, формирующий педагогический эксперимент, статистическая обработка диагностических данных).

Исследование проводилось на базе факультетов охраны труда и окружающей среды Российского государственного социального университета, Российского химико-технологического университета им. Д ИМенделеева. На различных этапах эксперимента исследованием было охвачено более 300 студентов, 28 преподавателей вузов; 39 специалистов-инженеров баз практики РГСУ и РХТУ им. Д И Менделеева.

Исследование проводилось в период с 2001 г по 2008 г

Первый этап (2001-2002 гг.) - теоретическое осмысление проблемы, методологических подходов к ее решению; накопление эмпирического материала, изучение и теоретическое осмысление отечественного и зарубежного опыта подготовки инженеров по безопасности технологических процессов и производств; разработка модели формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера в период обучения в университете.

Второй этап (2002-2006 гг.) — проведение формирующего педагогического эксперимента, корректировка отдельных содержательно-технологических сторон реализации модели.

Третий этап (2006-2008 гг ) - анализ и обобщение результатов экспериментальной работы, интерпретация полученных материалов, выявление теоретических и практических результатов исследования, проведение отсроченного контроля, оформление диссертации.

Научная новизна исследования

- выявлена и обоснована структурно-содержательная характеристика профессионально-математической компетентности инженера по безопасности технологических процессов и производств, соответствующая квалификационным требованиям к уровню профессионально-прикладной математической подготовленности специалиста и современным тенденциям развития инженерной математики;

- теоретически обоснована и экспериментально проверена модель процесса формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера по безопасности технологических процессов и производств в условиях вуза,

- определен и обоснован содержательно-технологический базис формирования системы прикладных профессионально-магематических компетенций инженера по безопасности технологических процессов и производств (проект-но-конструкторских, информационно-компьютерных, экспертно-аналитических, модельно-прогностических),

- разработаны критерии и показатели проявления профессионально-математической компетентности инженера по безопасности технологических процессов, на их основе выявлены уровни ее сформированности

Теоретическая значимость исследования состоит в дополнении теории контекстного и личностно-ориентированного профессионального образования инженеров путем разработки содержательно-технологического обеспечения их прикладной профессионально-математической подготовки, в разработке теоретико-методологических подходов к проектированию процесса формирования профессионально-математической компетентности инженеров на основе экстраполяции ведущих тенденций информатизации общества, инженерного образования, педагогической теории междисциплинарной интмра-ции при опоре на системный, личностно-деятельностный, интегративно-целостный подходы, в обосновании теоретико-технологического базиса поэтапного формирования профессионально-математической компетентности инженера в условиях высшей школы

Практическая значимость исследования: теоретические положения и методические материалы исследования обеспечивают необходимый уровень профессионально-математической подготовки в вузе инженера по безопасности техносферы. Материалы исследования могут быть использованы в ряде учебных дисциплин моделирование технических систем и процессов; основы инженерной математики, надежность технических систем и техногенный риск и др. Они могут использоваться студентами и преподавателями вузов инже-

перного профиля в учебной и практической деятельности, а также в системе повышения квалификации специалистов-инженеров

На защиту выносятся следующие положения:

]. Профессионально-математическая компетентность инженера по безопасности технологических процессов — это системно-личностное образование специалиста, отражающее единство его теоретико-прикладной подготовленности и практической способности применять математический инструментарий для решения задач производственной и природоохранной деятельности Структурными компонентами данной компетентности являются1 профессионально-гностический (системное мировоззрение и модельное мышление специалиста; комплексность освоения системы конкретно-предметных знаний); мотиваци-онно-ценностный (доминирующие экоцентрические мотивационные установки в отношении к природе и условиям жизнедеятельности человека, гармоничная система профессионально-личностных ценностей и нормативно-правовых требований безопасности техносферы); процессуально-технологический (информационно-компьютерная обеспеченность инженерной и природоохранной деятельности специалиста на основе использования прикладных математических техноло! ий) Данная компетентность инженера характеризуется совокупностью компетенций: проектно-конструкторских, I информационно-компьютерных, экспертно-аналитических, моделыго-прошостических.

2 Модель процесса формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера в вузе включает взаимосвязь и взаимозависимость модулей: функционально-целевого, содержательно-проблемного, организационно-технологического, критериально-оценочного Основными принципами реализации модели являются: принцип конгруэнтности профессионально-математического образования современному характеру труда инженера по безопасности технологических процессов и производств; принцип функциональности профессионально-математического образования будущего инженера, формирующий систему профессионально-прикладных компетенций в соответствии с квалификационными требованиями, функционалом специалиста; принцип интеграции достижений современной математической науки, профессионально-инженерного образования и практики производственной деятельности; принцип единства и преемственности естественнонаучной, нормативно-правовой, математической, специально-инженерной, экологической подготовки, принцип прогностичности, опережающего характера профессионально-математической подготовки инженера в контексте эволюции инженерной математики и компьютерных техноло) ий обеспечения безопасности жизнедеятельности в техносфере

3 Совокупность условий, обеспечивающих эффективность формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера в вузе, включает в себя следующие группы организационно-административные условия (соответствие организации и содержания учебно-воспитательного процесса вуза требованиям ГОСТ ВПО, а также требованиям современного рынка инженерного труда, организация системы научно-технического партнерства

университета с базами производственной практики студентов, педагогический мониторинг личностного продвижения студентов в процессе формирования у них профессионально-математической компетентности инженера); дидакти-ко-технологические условия (приоритетность проблемно-деятельностных, проектно-исследовательских, интегративно-модульных профессионально-образовательных технологий, реализация сгруктурно-логических межпредметных связей; деятельность имитационно-компьютерной лаборатории -«виртуальный тренажер» профессиональной деятельности инженера по предупреждению и ликвидации техногенных аварий, кумулятивность взаимодействия вариативных форм внеаудиторной учебной профессионально-практической и научно-исследовагельской работы по применению технологий математической физики, экологической математики, компьютерных технологий); индивидуально-профессиональные условия (мотивированность и активность студентов в овладении профессионально-математическими компетенциями инженера в учебной и внеучебной деятельности, практико-ориентированная профессионально-математическая компетентность профессорско-преподавательского состава; самообразовательная деятельность студентов в сфере прикладной инженерной математики; активное включение студентов в экомониторинговые, экоквалиметрические исследования, проекты в период учебно-производственной практики и волонтерской деятельности, самостоятельная разработка студентами учебно-исследовательских проектов по решению проблем безопасности техносферы)

Достоверность и надежность результатов исследования обеспечены методологической обоснованностью исходной концепции исследования, базирующейся на системном, деятельностном, контекстном подходах к профессиональной подготовке инженеров, применением комплекса взаимодополняющих методов исследования, адекватных его задачам и логике, целенаправленным сравнительным анализом результатов многолетней экспериментальной работы и массовой практики подготовки инженеров в вузе; воспроизводимостью результатов исследования и их репрезентативностью; статистической достоверностью данных отсроченного контроля

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись через опубликование учебных пособий, методических материалов, статей, тезисов; разработку и реализацию программ учебных дисциплин «Математика», «Надежность технических систем и техногенный риск», элективных курсов «Методы математического моделирования», «Основы инженерной математики», «Моделирование технических систем и процессов», «Математическое моделирование в инженерных профессиях», практикума «Решение задач техногенного риска», пособий по учебно-производственной практике Основные идеи исследования внедрены в образовательный процесс факультетов охраны окружающей среды РГСУ и РХТУ им. Д.И Менделеева. Материалы исследования получили одобрение на международных, всероссийских, региональных научно-практических конференциях

Цель, задачи, логика исследования определили структуру диссертации, которая состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений Во введении обосновывается актуальность темы исследования, определяется его научно-методологический аппарат, формулируются научная

новизна и теоретическая значимость, практическая ценность полученных результатов, основные положения, выносимые на защиту

В первой главе определяется соотношение главных рабочих понятий исследования; анализирую! ся различные подходы к раскрытию сущности и структуры профессионально-математической компетентности инженеров по безопасности технологических процессов и производств; представлен обзор основных тенденций профессионально-прикладной математической подготовки инженеров в вузе.

Во второй главе обосновывается модель процесса формирования профессионально-математической компетентности инженеров по безопасности технологических процессов и производств, раскрывается его содержательно-технологическое обеспечение, анализируются результаты экспериментальной проверки эффективности предложенной модели, представлены данные отсроченного контроля за профессиональной деятельностью выпускников факультетов охраны труда и окружающей среды РГСУ и РХТУ им. Д.И Менделеева

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Деятельность человека в производственной сфере практически всегда связана с наличием техногенного риска, опасности для его здоровья и окружающей среды. Проблема предотвращения аварий на производствах является актуальной и требует скорейшего решения как в научном, так и в профессионально-образовательном плане — в плане подготовки в вузе будущих инженеров по безопасности технологических процессов и производств

На современном этапе развития отечественной системы профессионального образования направления ее модернизации во многом определяются Бо-лонским соглашением, обусловившим переход российского образования к компетентностной модели выпускника. Согласно документам Европейской федерации национальных инженерных организаций (Fédération Européenne d'Associations Nationales d'Ingénieurs, FEANI), представляющей интересы инженерной профессии в Европе более 80 национальных инженерных ассоциаций из 27 европейских стран, итоговая оценка уровня профессиональной компетентности специалиста инженерного профиля (выпускника вуза) включает профессиональ-но-когпитивный, профессионально-функциональный, профессионально-личностный и профессионально-этический аспекты В условиях России последние два аспекта особенно актуальны, так как Федеральный закон «О техническом регулировании» от 27.12 2002 г. № 184-ФЗ выделяет регламенты и стандарты обеспечения безопасности жизнедеятельности, которые работодатели и производители добровольно устанавливают для себя и гарантируют их соблюдение с учетом минимальной степени риска причинения вреда человеку

Теоретическое осмысление феноменологии профессионально-математической компетентности инженера потребовало анализа, опыта профессиональной деятельности специалистов по безопасности техносферы в части использования математических технологий для решения вариативных задач инженерной и природоохранной работы, профессиограмм и квалификационных требований, предъявляемых к инженерам соответствующими разде-

лами Общероссийского классификатора должностей, современных тенденций научно-прикладной инженерной теории и практики в части развития инженерно-экологической математики для нужд экологической экспертизы и мониторинга, расчета техногенных рисков

Проведенный категориальный анализ понятий «математическая компетентность специалиста» (Г.Л.Луканкин, ЮМКолягин и др) и «профессиональная компетентность специалиста» (Э Ф Зеер, А К Маркова и др ) позволил сформулировать следующее определение профессионально-математическая компетентность инженера по безопасности технологических процессов — это системно-личностное образование специалиста, отражающее единство его теоретико-прикладной подготовленности и практической способности применять математический инструментарий для решения задач производственной и природоохранной деятельности. Структура данной компетентности включает взаимосвязь компонентов: профессионально-гностического; мо-тивационно-ценностного; процессуально-технологического

Профессионально-математическая компетентность инженера по безопасности технологических процессов включает в себя индивидуально выработанные стратегии применения математического аппарата в трудовой сфере, компьютерные и математические способы решения профессиональных задач для их перевода из экспериментального состояния в практико-целевое (прикладное). Базисным фундаментом профессионально-математической компетентности инженера является системное мировоззрение специалиста, которое позволяет ему выявлять причинно-следственные связи исследуемого явления, формулировать противоречия и проблемы, осуществлять поиск адекватных средств их решения. Системное мировоззрение конкретизируется в модельном мышлении как совокупности когнитивных способностей, обеспечивающих процесс построения моделей проблемных ситуаций путем выделения всех факторов, существенных для их формулирования, фиксации и решения, а также организацию их в иерархическую целостность

Обосновывая авторскую математическую интерпретацию понятия «профессионально-математическая компетентность инженера», мы опирались на три теоремы Томаса Гилберта, раскрывающие способы измерения компетентности работников, пути ее развития, а также математические модели профессиональной компетентности А В Дабагян и А М.Михайличенко

Профессионально-математическую компетентность инженера (ПМК) можно представить в виде кортежа: ПМК={3, С, У}, где 3 - множество стандартных типовых профессионально-инженерных задач, в которых применима данная компетентность, С - множество нестандаршых профессионально-проблемных ситуаций, решаемых за счет использования компетентности, У -множество профессионально важных умений, появляющихся при развитии компетентности

Для обоснования системы профессионально-математических компетенций инженера по безопасности технологических процессов и производств были проанализированы требования к специалистам инженерного профиля общетехнического квалификационного справочника, утверждаемого Министер-

ством труда РФ, квалификационные характеристики инженеров по безопасности технологических процессов различных типов производств, требования ГОСТ ВПО специальности «Безопасность технологических процессов и производств», а также была разработана структура обеспечения безопасности функционирования производственно-промышленных комплексов (Табл 1).

Таблица 1

Структурные составляющие обеспечения безопасности функционирования производствепно-промышленных комплексов

Обеспечение безопасности технологических процессов и производств

на стадии проектирования на стадии эксплуатации

- решение комплекса задач производственно-технологического проектирования создание энерго- и ресурсосберегающих технологий, создание гибких схем очистки стоков, создание технологических схем повышения экологической чистоты производства - проектирование специализированных систем аварийной защиты производства, проектирование технологии производственных процессов с имманентно (внутренне) присущей им безопасностью, защиты окружающей среды от вредных выбросов - обеспечение требуемого качества окружающей среды1 создание автоматизированных систем контроля и управления качеством атмосферного воздуха для прогнозирования уровней загрязнения, создание автоматизированных систем управления качеством очистных сооружений - обеспечение промышленной безопасности производства анализ и оценка производственных опасностей; количественная" и качественная оценка риска возникновения аварий, оценка рисков негативного воздействия производства на человека и окружающую среду

В соответствии со структурными компонентами обеспечения безопасности функционирования производственно-промышленных комплексов была разработана система прикладных профессионально-математических компетенций инженера по безопасности технологических процессов и производств проектно-конструкторские компетенции (умения применять для решения профессионально-инженерных проектно-конструкторских задач математические методы проверки гипотез, анализа устойчивости линейных объектов и систем, определения зоны повышенного техногенного риска; умения использовать математические методы расчета надежности применительно к системам производственной безопасности и защиты окружающей среды; умения использовать для создания проекта методы начертательной геометрии и инженерной графики, оформлять проектно-конструкторскую документацию на средства защиты); информационно-компьютерные компетенции (умения использовать компьютерно-математические технологии для обработки экспериментальных данных; умения использовать математический аппарат и средства компьютерной графики для оценки техногенных рисков и производственных процессов; выполнять с использованием ЭВМ расчеты по безопасности технологических процессов, моделировать аварийные ситуации и способы из ликвидации), экспертно-аналитические компетенции (умения применять математические методы для анализа и оценки степени опасности воздействия вредных производственных факторов на человека и окружающую среду, умения формулировать цели экологической экспертизы и мониторинга, приме-

нять методы экспертного измерения эколого-технологических показателей, параметров), моделъно-прогностические компетенции (умения строить и использовать математические модели для описания и прогнозирования различных производственных процессов; умения использовать математические модели загрязнения атмосферы, воды выбросами предприятий; умения составлять и обосновывать графовые, сетевые, описательные и качественные модели технологических процессов и систем; умения использовать для решения профессиональных задач булевы и марковские модели надежности, математические модели случайных процессов, модели непрерывных и дискретных линейных объектов и систем)

Одна из важнейших задач исследования - обеспечить качество формирования профессионально-математической компетентности выпускников вуза по специальности «Безопасность технологических процессов и производств» Для этого необходимо было создать модель образовательного процесса, обеспечивающую реализацию авторского замысла Для ее разработки изучен опыт подготовки инженеров по безопасности техносферы в ряде вузов, учебные планы, опыт их реализации с 1998 года в РХТУ, с 2000 года - в РГСУ, проведены беседы с преподавателями выпускающих кафедр, специалистами баз практики, работодателями На основе полученных материалов разработана модель процесса формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера в вузе, включающая взаимосвязь и взаимозависимость модулей функционально-целевого, содержательно-проблемного, ор-ганизационпо-технологического, критериально-оценочного (Схема 1).

Процесс формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера в условиях вуза строится на основе структурно-логических межпредметных связей учебных дисциплин, способствующих интеграции знаний, направленных на осознание общественно-государственной значимости профессиональной деятельности специалистов по безопасности технологических процессов и производств, воспитание чувства ответственности за выполнение предписаний правовых норм санитарно-гигиенического обеспечения жизнедеятельности человека и природопользования, овладение системой профессионально-прикладных математических знаний и умений.

Приведем краткую характеристику модулей Основными функционально-целевыми ориентирами модели являются- развитие учебно-познавательных и профессиональных интересов будущих инженеров в математической сфере, умений анализировать, обобщать и систематизировать факты, явления, устанавливать причинно-следственные связи; усвоение теоретических знаний по прикладной математике; развитие инженерного стиля мышления, логически оправданного профессионального поведения; овладение разнообразием форм, методов, технологий применения математического аппарата для решения задач профессионально-инженерной деятельности, развитие умений принимать самостоятельные решения в трудовой деятельности; активизация творческого подхода к решению профессионально-инженерных задач, требующих применения математического аппарата; развитие навыков самообразовательной деятельности в сфере специально-математической подготовки инженера

Схема I

Модель процесса формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера по безопасности технологических процессов и производств в вузе

8 ¡5

: 8

г ? ?

< га ш

- ¥ I

то -а- ^

5 5 6 ё

ГО с =т «¡1

§ = г

Ш" О) I

^ О)

О- н-

ЕО Ф _ 1 с 3 9 2 5 5 о 'а 5

!р |||

§е|

ваз

I § й

3 3 |

о 5 о. о.«

ш 1

§ а =

1 с Ш эхх

Р о"

III

. • О О.

4 ф 55

о - §■

X X

— 6 §

0 5 5

2 5 *

р: аз ге *-» г- Ьй

| 13

с I ^ се щ

"!§ — о Я" а> х ю

1 о >. е

Этапы процесса профессионально-ориентировочный, базово-технологический, профессионально-результативный

Содержательно-проблемный модуль: проф -прикладное содержание математических дисциплин, элективных курсов, факультативов, интеграция нормативно-правовой, химико-технической, социально-экономической, экоквалиметрической, специально-инженерной видов подготовки

Цикл ЕН дисциплин ГОСТ ВПО Цикл ОП и СП дисциплин ГОСТ ВПО Вузовский компонент ГОСТ по ОПД и СПД (600 ч)

Фрагментарная инженерно-ориентированная матем подготовка в курсах дисциплин естественнонаучного блока (математика, логика, концепции современного естествознания и др) Освоение теоретико-прикладных основ инженерной математики в цикле дисциплин специальной подготовки (математические методы, математическое моделирование ИДР) Формирование основ профессионально-математической компетентности, инженерного и эгоцентричного стиля мышления в цикле дисциплин вузовского компонента, элективных курсов и до

¡г

Организационно-технологический модуль

Аудиторная работа

Средства обучения компьютеры (виртуальная пабо-ратория-тренажер), технические средства обучения (анализ видеоматериалов, лабораторные практикумы и др), реальные условия деятельности инженерных служб и др Технологии проф обучения проектные, интегративно-модульные, учебно-исследовательские, методы обучения информационно-компьютерные, лабора-торно-экспериментальные, проблемные, эвристические, рейтингового контроля и обратной связи, мониторинговые и др

Внеаудиторная работа

Экскурсии в инженерные службы безопасности техносферы, самообразовательная деятельность по изучению математических технологий в инженерии, волонтерская деятельность по экоквалиметрии Деятельность научного студенческого общества по инженерной математики, создание информационно-консультативной базы данных по математическим технологиям в инженерии, безопасности техносферы Олимпиады, науч -практ конференции, конкурсы, встречи с инженерами различных специализаций, выпускниками вуза (инженерами) и др

Критериально-оценочный модуль: аксиологический, когнитивный, праксеологический критерии

Комплекс педагогических условий, обеспечивающих зффешвносгь формирования профессионально-математической компетентности

Содержательно-проблемный модуль отражает комплекс дидактических единиц, проблемно-смысловых конструктов профессионально-математической подготовки инженера и включает в себя следующие позиции

освоение студентами вопросов универсальной ценности математических знаний; вопросов эволюции отношений человека и природы через развитие науки, опирающейся на математический язык, овладение основами аналитической и дифференциальной геометрии, элементами топологии, овладение дифференциальным и интегральным исчислениями; теориями функций и функционального анализа; теорией вероятности и математической статистики; математическим моделированием, математическими методами проверки гипотез, анализа устойчивости линейных объектов и систем; оценки техногенных рисков. При формулировании целей изучения будущими инженерами предмета «Математика» необходимо не только определить систему математических знаний и умений, которой должен овладеть студент, но и типы профессиональ-по-прикладных задач, которые он должен уметь решать с использованием математического инструментария, обобщенные навыки продуктивного владения математическим аппаратом, способствующие изучению специальных дисциплин («Инженерная графика», «Надежность технических систем и техногенный риск», «Метрология и стандартизация», «Экологический мониторинг», «Управление техническими системами» и др.), а в дальнейшем и профессиональной деятельностью в целом.

Организационно-технологический модуль модели включает совокупность профессионально-образовательных технологий, обеспечивающих формирование профессионально-математической компетентности будущего инженера Содержательно-методический базис реализации модели включает в себя систему профессионально-прикладных элективных курсов, факультативов по проблемам использования математических методов в профессиональной деятельности и научных исследованиях инженера по безопасности технологических процессов и производств, экскурсии в центры управления охраной труда и промышленной безопасностью на предприятии, в экологические лаборатории промышленных производств с целью анализа использования математических методов в реальном труде инженеров, математические олимпиады, конкурсы, научно-практические конференции, встречи с инженерами-практиками, со специалистами по экологическому мониторингу, выпускниками вуза, работающими по специальности, различные виды самообразовательной деятельности студентов в математической сфере, использование математических и компьютерных технологий для выполнепия расчетных лабораторных заданий, курсовых работ и дипломных проектов, применение в ходе различных видов практики математических технологий для решения конкретных задач профессиональной деятельности инженера; деятельность секций научного студенческого общества; деятельность «виртуальной лаборатории-тренажера» по созданию имитационных компьютерных моделей технологических процессов Имитационные компьютерные модели безопасности технологического процесса включают представления о компонентах систем и их взаимосвязях как в виде собственно математических объектов: формул, уравнений, матриц, логических процедур, так и в виде графиков, таблиц, оперативной информации экологического мониторинга, баз данных. Такие многомерные модели позволяют объединить разнородную информацию о безопасности производства как

системе, «проигрывать» различные сценарии развития технологического процесса и вырабатывать на модели оптимальные стратегии управления.

Для обеспечения качества профессионально-прикладной математической подготовки будущих инженеров в процессе исследования было разработано и апробировано специальное учебно-методическое обеспечение (учебные пособия; сборники заданий, лабораторные практикумы; автоматизированная обучающая система; автоматизированная система контроля знаний студентов) дисциплин вузовского компонента учебного плана («Методы математического моделирования», «Основы инженерной математики», «Моделирование технических систем и процессов»), элективных курсов («Основы статистического моделирования», «Планирование эксперимента и обработка данных», «Решение задач техногенного риска») Использование содержательного потенциала вузовского компонента в учебных планах осуществлялось в рамках академических свобод, предоставляемых вузу ГОСТ ВПО специальности «Безопасность технологических процессов и производств», который дает вузу (факультету) право на самостоятельное определение дисциплин и курсов по выбору студентов в объеме 600 ч (150 ч по блоку общепрофессиональных и 450 ч по блоку специальных профессиональных дисциплин) (Схема 2)

Схема 2

Алгоритм разработки учебных дисциплин, элективных и факультативных курсов профессионально-прикладной математической направленности вузовского компонента учебного плана специальности «Безопасность технологических процессов и производств»

В ходе исследования для включения в содержание специально-математических дисциплин вузовского компонента профессионально значимых тем использовался метод экспертных оценок (семь экспертов инженеры по безопасности технологических процессов и производств, ученые-исследователи по проблемам экомониторинга, инженерной математики; выпускник вуза, работающий по инженерной специальности; преподаватели дисциплин специальной предметной подготовки, преподаватель математических дисциплин) Применялся метод проверки согласованности мнений экспертов;

вычислялся коэффициент ранговой корреляции при определении согласованности мнений двух экспертов, коэффициент конкордации при определении согласованности групповых оценок Математическая обработка анкет экспертов по всем ирофессионально-прикладным математическим темам и показателям профессионально-математической компетентности инженера позволила рассчитать коэффициент конкордации по всем показателям, констатировать согласованность мнений экспертов от средней (0,51) до сильной (0,88), что позволяет считать отбор содержания математической подготовки инженеров выполненным в достаточной степени верно.

Представленные выше модель и технология ее реализации получили экспериментальную проверку в реальных условиях учебно-воспитательного процесса РГСУ Учитывая объективную необходимость формирования профессионально-математической компетентности у всех будущих инженеров и в целях получения достоверных результатов, в опытной работе (2001-2008 гг.) участвовали все студенты (очной, очно-заочной форм обучения) специальности «Безопасность технологических процессов и производств» факультета охраны труда и окружающей среды РГСУ. Основные задачи экспериментальной работы- реализация технологии поэтапного формирования системы профессионально-математических компетенций будущего инженера в образовательном процессе вуза, анализ полученных результатов и мониторинг сформиро-ванности профессионально-математической компетентности выпускников вуза На констатирующем этапе эксперимента определялись исходные уровни, познавательной активности и мотивации студентов при изучении математики; естественнонаучного, экологического, логического мышления, практических умений применять элементарный математический аппарат для решения простейших расчетных задач инженерной деятельности

На формирующем этапе экспериментальной работы реализован учебный план, отражающий этапность процесса формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера, который включал- адаптацию вузовского компонента учебного плана, элективной и факультативной его частей применительно к потребностям обеспечения качества профессионально-прикладной математической подготовки специалистов, использование математических и компьютерных технологий при выполнении расчетно-лабораторных заданий, курсовых и дипломных проектов по тематике, отражающей специфику производственной деятельности реального предприятия, участие представителей предприятий в работе жюри олимпиад по инженерно-техническим, естественнонаучным дисциплинам, конкурсов профессионального мастерства специалистов инженерно-технического профиля, деятельность «виртуальной лаборатории-тренажера» по созданию имитационных компьютерных моделей технологических процессов; секций научного студенческого общества «Инженерная матемагика», «Математический анализ техногенных рисков»; непосредственное участие представителей предприятий в работе комиссии по итоговой государственной аггестации выпускников вуза.

Решение задач исследования требовало особого внимания к организации различных видов производственной практики, в ходе ко горой студенты вы-

подняли учебно-профессиональные задания с применением математического аппарата. После прохождения каждого вида практики в рамках вузовского компонента проводился практикум «Профессионально-математическая компетентность инженера: актуальные проблемы практики ее формирования», на занятиях которого обсуждались ситуация трудовой деятельности, требующие применения алгоритмических и эвристических технологий математической инженерии. По результатам пред дипломной практики было проведено сравнение экспертных оценок по развитию профессионально-математических компетенций инженера (Таблица 2).

Таблица 2

Результаты экспертной оценки сформированности профессионально-математических компетенций инженера

Компетенции и соответствующие умения Выпуск 2005 г. 39 чел Выпуск 2007 г 43 чел 1 Р

X 8 X 5

Проектно-конструкторские компетенции

Умение применять для решения профессионально-инженерных проектно-конструкторских задач математические методы проверки гипотез 3,69 1,54 3,89 1,71 2,14 <0,05

Умение применять математические методы анализа устойчивости линейных объектов и систем 3,64 1,83 3,85 1,78 2,34 <0,05

Умение применять математические методы определения зоны повышенного техногенного риска 3,52 1,57 3,71 1,49 2,19 <0,05

Умения использовать математические методы расчета надежности применительно к системам производственной безопасности и защиты окружающей среды 3,47 1,70 3,53 2,03 0,85 >0,05

Умения использовать для создания проекта методы начертательной геометрии и инженерной графики 3,86 1,72 4,12 1,80 3,73 <0,05

Информационно-компьютерные компетенции

Умения использовать компьютерно-математические технологии для обработки экспериментальных данных 4,09 1,78 4,39 1,95 3,21 <0,05

Умения использовать математический аппарат и средства компьютерной графики для оценки техногенных ¿исков и производственных процессов 3,61 1,38 3,74 1,99 1,07 >0,05

Умения выполнять с использованием ЭВМ расчеты по безопасности технологических процессов 3,54 1,63 3,64 2,01 0,93 >0,05

Умения с использованием ЭВМ моделировать аварийные ситуации и способы из ликвидации 3,92 1,72 4,18 1,85 3,01 <0,05

Экспертно-аналитические компетенции

Умения применять математические методы для анализа и оценки степени опасности воздействия вредных производственных факторов на человека и окружающую среду 4,19 1,64 4,43 1,82 2,95 <0,05

Умения формулировать цели экологической экспертизы и мониторинга, в соответствии с ними выбирать математический инструментарий 3,90 1,74 4,23 1,80 2,99 <0,05

Умения применять методы экспертного измерения эколого-технологических показателей, параметров 4,21 1,78 4,52 1,72 3,56 <0,05

Модельно-прогностические компетенции

Умения строить и использовать математические модели для описания и прогнозирования различных производственных процессов 3,73 1,93 3,86 2,05 1,38 >0,05

Умения использовать математические модели загрязнения атмосферы, воды выбросами предприятий 3,63 1,58 3,96 1,93 3,42 <0,05

Умения составлять и обосновывать графовые (сетевые) модели 3,81 1,95 4,02 2,01 2,47 <0,05

Умения составлять и обосновывать описательные и качественные модели технологических процессов и систем 3,62 1,44 3,74 1,53 1,48 >0,05

Умения использовать для решения профессиональных задач булевы и марковские модели надежности 3,90 1,97 4,21 1,64 3,95 <0,05

Умения использовать для решения профессиональных задач математические модели случайных процессов 3,65 1,78 3,93 1,84 3,25 <0,05

Умения использовать для решения профессиональных задач модели непрерывных и дискретных линейных объектов и систем 3,57 1,62 3,82 1,71 2,14 <0,05

'экспертами являлись преподаватель вуза, курирующий базу практики, специалисты-инженеры и представители администрации базы производственной практики

Для определения согласованности оценок по каждому умению был определен коэффициент конкордации который показал согласованность мнений экспертов от средней (0,53) до сильной (0,86) по различным группам компетенций, что позволяет считать комплексную оценку профессионально-математических умений выпускников в достаточной степени верной.

Профессиональные компетенции выпускников вуза по инженерной специальности во многом определяются уровнем развития у них профессионально важных качеств, характеризующих их способность эффективно реализовать себя в профессии Для выявления уровня их сформированности использовался опросник Р Кэттслла, посредством которого оценивались такие качества как интеллектуальность, гибкость мышления, дисциплинированность (таблица 3)

Таблица 3

Динамика характеристических показателей профессионально-математической компетентности выпускников РГСУ

(специальность «Безопасность технологических процессов и производств»)

Показатели (в баллах) Выпуск 2005г 39 чел Выпуск 007г 43 чел 1 Р

X 8 X 6

16-факторный опросник РКэттелла

Фактор В - интеллектуальность системность, аналитичность, логичность мышления, умение установить причинно-следственные связи 6,39 0,98 6,96 1,19 2,23 <0,05

Фактор С - моральная нормативность: ответственность, соблюдение правовых и социальных норм, требовательность к себе и другим в плане соблюдения норм и правил 7,61 1,93 7,84 2,41 1,83 >0,05

Фактор N - расчетливость: быстрое просчи-тывание вариантов решения проблемы, выбор оптимального, внимание к деталям ситуации 5,29 1,62 5,69 1,76 2,14 <0,05

Фактор (¿1 - гибкость мышления, восприимчивость в новому, быстрый анализ ситуации, понимание сути проблемы, эвристичность мышления, склонность к экспериментированию, поиск новых нестандартных путей решения задачи, самостоятельность в решении проблем, рефлексия неудач в эксперименте и др 7,81 1,49 8,13 1,53 2,98 <0,05

Фактор Оз - дисциплинированность: настойчивость в достижении цели, преодоление препятствий на пути к ней за счет волевых усилий самоконтроль эмоций и поведения, умение планировать свое время и порядок действий 6,35 1,72 6,75 1,94 0,76 >0,05

Фактор М - практичность: успешная адаптация в жестко заданных правилах и ситуационных условиях, практический склад ума, реалистичность в поступках, добросовестность выполнения поставленной задачи 5,37 1,52 5,93 1,73 2,17 <0,05

В соответствии со структурой профессионально-математической компетентности инженера были определены критерии, позволяющие определить уровень ее сформированное™: аксиологический (позитивный настрой на инженерную деятельность; осознание необходимости математических знаний, умений для решения задач трудовой деятельности; устойчивое стремление к самообразованию в сфере прикладных математических технологий и др ), когнитивный (владение системой профессионально-математических знаний, алгоритмическими и эвристическими прикладными математическими технологиями; сформированность критичности, системности, логичности мышления, аналитико-прогностического инженерного стиля мышления), праксеологиче-ский (готовность и способность к применению математических технологий в инженерной деятельности, умение эффективно решать профессиональные задачи в жестко заданных правилах и ситуационных условиях и др)

анализа, синтеза, умением разрабатывать математические модели различных видов, оценивать их адекватность, выбирать методы математической обработки массивов информации; высоким уровнем профессионально-личностной ответственности, систематическим достижением успешности при решении сложных задач с применением математического аппарата), профессионально-пролонгированный (характеризуется способностью пропюзировать резулыат профессиональных действий по обеспечению безопасности жизнедеятельности в техносфере, автоматизацией применения комплекса прикладных математических технолошй для решения задач профессиональной деятельности инженера), профессионально-исследовательский (адекватное использование системного анализа для построения сложных математических моделей, стремление к систематическому повышению своей профессиональной компетентности по овладению технологиями квалиметршг экометрии, антропометрии, социометрии, экономометрии, оптимальное применение математического аппарата для реализации аналитико-прогностической, оценочно-экспертной функций деятельности инженера)

Выявление уровня профессионально-математической компетентности выпускника вуза осуществлялось на основе коэффициента полноты сформи-рованности комплекса профессионально-математических умений (В П.Беспалько; М И Подзорова), который определялся по следующей форму-

ле

Н2>

(п*м) = (п1+п2л пЫ) (п*Ы), где ш - количество верно выполнен-

ных технологических операций; п - количество операций, которые должны быть выполнены; N - количество расчетных инженерно-математических проектов, выполненных студентом, К - коэффициент полноты сформированное™ профессионально-математических умений (компетенций).

В соответствии с данной методикой уровни профессионально-математической компетентности инженеров располагаются в интервалах. к<0,3 - базовый, 0,3<к<0,5 - профессионально-адаптивный, 0,5<к<0,7 - профессионально-технологический, 0,7<к<0,9 - профессионально-пролонгированный; 0,9<к<1 - профессионально-исследовательский уровень (диаграмма 1)

•выпуск 2005 г 1 1 -выпуск 2007 г

Диаграмма 1 Уровни сформированности профессионально-математической компетентности инженеров (выпускников РГСУ)

1 - базовый уровень, 2 - профессионально-адаптивный, 3 - профессионально-технологический, 4 - профессионально-пролонгированный, 5 - профессионально-исследовательский

Отсроченный контроль за профессиональным ростом выпускников вуза (участников формирующего эксперимента) подтвердил тенденцию к развитию математической компетентности инженера по безопасности технологических процессов и производств, основы которой сложились в период обучении в вузе Таким образом, полученные в ходе экспериментальной проверки разработанной модели данные свидетельствуют, что гипотеза подтвердилась, цель исследования достигнута

На основании полученных результатов сделаны следующие выводы• Решение государственной проблемы обеспечение безопасности технологических процессов и производств в масштабах страны возможно частично решить за счет формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера, которая рассматривается как интегральная профессионально-личностная характеристика специалиста, выраженная в единстве его теоретических знаний, практической подготовленности, способности и готовности осуществлять все виды своей профессионально-инженерной деятельности с использованием математического инструментария, обеспечивая удовлетворение результатов своего труда заданным требованиям безопасности производства, охраны труда, экологической безопасности среды обитания Структура профессионально-математической компетентности инженера включает взаимосвязь компонентов- профессионально-гностического; моти-вационно-ценностного; процессуально-технологического.

Профессионально-математическая компетентность выпускника вуза (инженера) отражает интегративный результат взаимосвязи когнитивно-эвристической, деятельностно-технологической и экспериментально-исследовательской сторон инженерного труда, проявляется в результативности решения конкретных профессионально-прикладных задач. Профессионально-математическая компетентность инженера проявляется как синтез интеллектуальных и навыковых составляющих (когнитивного и деятельно-стного, включая обобщенные, междисциплинарные, структурированные знания, умения, навыки), личностных характеристик (ценностные ориентации, способности, черты характера, готовность к осуществлению деятельности) и первичного профессионального опыта, позволяющих специалисту осуществлять сложные виды инженерно-трудовой деятельности.

Процесс формирования профессионально-математической компетентности инженера в условиях вуза строится на основе структурно-логических межпредметных связей учебных дисциплин

кладной математической подготовки будущего инженера), содержательно-проблемного (практико-ориентированный и профессионально-прикладной характер учебных дисциплин федерального и вузовского компонентов учебного плана, элективных и факультативных курсов по инженерной математике, активизация использования достижений современной инженерной математики в курсовых и дипломных работах и др), организационно-технологического (обеспечение взаимосвязи учебной и внеучебной работы студентов; развитие форм научно-исследовательской деятельности студентов, проведение ежегодных конкурсов на лучший студенческий проект по разработке систем безопасности технологических процессов и производств; участие будущих специалистов в деятельности комиссий по рационализаторским предложениям по снижению техногенных рисков на предприятиях - базах производственной практики и др ), критериально-оценочного (мониторинг и оценка действенности формирования профессионально-математической компетентности). Наиболее значимыми профессионально-образовательными технологиями формирования профессионально-математической компетентности инженера являются: контекстно-прикладные (формируют навыки трудовой деятельности инженера по обеспечению безопасности техносферы на основе освоения алгоритмов решения конкретных профессиональных задач), иптегративно-модульные (обеспечивают межпредметные связи, формирование и развитие системы междисциплинарных профессиональных знаний, умений, компетенций инженера), проектные (стимулируют учебно-познавательную активность, формируют культуру самообразовательной деятельности; навыки работы в команде).

Эффективность реализации модели формирования профессионально-математической компетентности обеспечивается комплексом научно-методического сопровождения. Особое место в нем занимает мониторшл профессионально-личностного роста и динамики сформированное™ уровня профессиональных компетенций инженера. В целом же реализация в учебно-воспитательном процессе вуза модели формирования профессионально-математической компетентности будущих инженеров позволяет развивать у студентов отношение к математике как ценности для будущей профессиональной деятельности; поддерживать профессионально-пролонгированную мотивацию студентов к изучению математики; повысить уровень интеллектуального, профессионально-логического развития студентов, обеспечить формирование целостной системы профессионально значимых математических знаний и операциональных умений.

Уровень профессионально-математической компетентности инженера по безопасности технологических процессов и производств (базовый, профессионально-адаптивный, профессионально-технологический, профессионально-пролонгированный, профессионально-исследовательский) определяется на основе совокупности критериев (аксиологический, когнитивный, праксеоло-гический) и применения диагностического математического инструментария, позволяющего дифференцировать качественные различия в сформированно-сти прикладных профессионально-математических компетенций выпускника вуза Каждый из уровней имеет тенденцию к положительной динамике и пе-

реходу в качественно новый при успешной реализации в учебно-воспитательном процессе вуза модели формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера по безопасности технологических процессов и производств. Вузовский этап формирования основ данной компетентности создает фундамент для дальнейшей систематической работы специалиста по ее саморазвитию в самостоятельной профессиональной деятельности.

Данное исследование не претендует на полноту всестороннего раскрытия исследуемой проблемы. В то же время оно позволило обозначить перспективы дальнейшей ее разработки. Среди наиболее актуальных- интеграция профессионально-математической и информационно-компьютерной компетентност-ной подготовки будущих инженеров, развитие самообразовательной культуры студентов в процессе овладения профессионально-математическим компетенциями; интеграция теоретико-математической подготовки и профессионально-прикладной деятельности студентов в период практики; подготовка преподавателей вузов к работе по формированию профессионально-математической культуры будущего инженера по безопасности техносферы.

Основные положения диссертации были опубликованы в следующих работах

1. Илларионова Г И. Теоретико-методические основы формирования профессионально-математической компетентности будущих инженеров безопасности технологических процессов и производств // Вестник Тамбовского государственного университета - 2008. - Лз 1. - 0,4 п л.

2. Илларионова Г.И. Некоторые аспекты формирования полифункциональной профессионально-математической компетентности будущих инженеров безопасности технологических процессов и производств в высшей школе // Вестник Университета (Государственного университета управления). - 2008, №2. - 0,5 п.л.

3. Илларионова Г.И Математическое определение риска для будущих инженеров по безопасности технологических процессов и производств // Актуальные проблемы экологии и безопасности жизнедеятельности: Матер, науч. чт. факультета охраны труда и окружающей среды РГСУ. - М.: РГСУ, 2007. - ОД п л

4. Илларионова Г.И Математическое моделирование в инженерии: Учеб.-метод. пособ. - М: РГСУ, 2007. - 3,8 п л.

5. Илларионова Г.И. Использование средств мультимедиа в профессионально-математическом образовании будущих специалистов // Глобализация па-стоящее и будущее России Матер. VI Междунар. соц. конгр Т.1 - М.: РГСУ, 2006. - 0,25 п.л

6. Илларионова Г.И Информационные технологии в профессионально-прикладной подготовке будущих инженеров безопасности технологических процессов и производств // Глобализация: настоящее и будущее России. Матер VI Междунар соц конгр. Т.2 - М.: РГСУ, 2006. - 0,25 п.л

7. Илларионова Г.И. Использование математического определения риска в курсе математики для студентов специальности «Безопасность технологических процессов и производств» // Труды XIII матем. чтений РГСУ. - М. РГСУ, 2006.-0,2 п л

8. Илларионова Г.И Математические методы в системной инженерной

безопасности Учеб-метод пособ — М РГСУ, 2006 — 3,5 п л

9 Илларионова Г И Роль математики в процессе профессиональной подготовки будущих инженеров в вузе // Груды XII матем. чтений РГСУ. - М: PI СУ, 2005 - 0,25 и л.

10. Илларионова Г И. Использование возможностей табличного процессора Excel при решении некоторых задач статистики // Модернизация российского общества и социальное образование: Матер V Междунар соц конгр -М РГСУ, 2005. - 0,25 п л

11 Илларионова Г.И Математика учеб -метод, материалы для студентов, обучающихся по специальности 330500 «Безопасность технологических процессов и производств». - М.. РГСУ, 2005. - 3,5 п.л.

12. Илларионова Г И Математические методы анализа и оценки техногенного риска: Учеб -метод, пособ. - М. МГСУ, 2004. - 3,5 п.л.

13. Илларионова Г.И, Зайчикова С.А К вопросу о применении информационных технологий в заочно-дистанционном обучении // Ученые записки МГСУ. - 1999. - №3 - 0,6 п.л. (авт. 50%)

14. Илларионова Г.И Новые информационные технологии в профессионально-математическом образовании в вузе // Ученые записки МГСУ -1998.-№1 -0,5 пл.

15 Илларионова Г.И Организация электронных таблиц. Ввод данных Вычисления: Учеб. пособ. -М: Изд-во МГСУ «Союз», 1996. - 3,5 п.л

16 Илларионова Г.И, Хачатуров В.Р., Крылов И.А. Создание универсальной компьютерной системы прогнозирования развития в отдельных регионах нефтяной промышленности. - М: Изд-во ВЦ Российской академии наук, 1993. - 10 п л. (авт, 23%)

17. Илларионова Г.И., Хачатуров В.Р., Крылов И А. Разработка методики создания и эксплуатации компьютерных систем на ПЭВМ для формирования перспективных уровней добычи нефти на предприятиях в новых экономических условиях хозяйствования - М.- Изд-во ВЦ Российской академии наук, 1992 - 8 п л. (авт. 21%)

18 Илларионова ГИ, Хачатуров В.Р., Злотов A.B. Математические модели, методы и компьютерные системы для планирования социально-экономического развития нефтедобывающих регионов. - М. Изд-во ВЦ Российской академии наук, 1991.-9 п.л. (авт. 20%)

19 Илларионова Г.И, Хачатуров В Р, Злотов А В Разработка математического обеспечения для формирования на ЭВМ проектов долгосрочных программ развития нефтегазовых регионов - М: Изд-во ВЦ Академии наук СССР, 1990. - 10 л л. (авт. 20%)

Подписано в печать 21 03.08 Формат 60x84 '/¡б. Бумага писчая Печать плоская Уел печ. л. 1,25 Уч-изд л. 1,13 Тираж 100 экз Заказ №368 Отпечатано в типографии РГСУ 107150, Москва, ул Лосиноостровская, вл.24

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Илларионова, Галина Игоревна, 2008 год

Введение

Глава I. Теоретические основы исследования профессиональной компетентности инженера

1.1 Феноменология профессиональной компетентности специалиста: 13 междисциплинарный контекст

1.2 Сущность и структура профессионально-математической 31 компетентности инженера по безопасности технологических процессов и производств

1.3 Анализ основных тенденций профессионально-прикладной 50 математической подготовки инженеров в высшей школе

Выводы по первой главе

Глава II. Проектирование и реализация модели формирования профессионально-математической компетентности инженера по безопасности технологических процессов и производств

2.1 Обоснование модели формирования в условиях вуза 75 профессионально-математической компетентности будущего инженера по безопасности технологических процессов и производств

2.2 Содержательно-технологическое обеспечение ' процесса 93" формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера по безопасности технологических процессов и производств

2.3 Анализ результатов экспериментальной проверки модели 133 формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера по безопасности технологических процессов и производств в условиях социального университета

Выводы по второй главе

Введение диссертации по педагогике, на тему "Формирование профессионально-математической компетентности будущих инженеров по безопасности технологических процессов и производств"

Современный уровень организации и управления производством выдвигает принципиально новые требования к разработке подходов обеспечения безопасности технологических процессов, базирующихся на информационно-компьютерных и прикладных математических технологиях. Математическое образование является одним из базовых элементов системы профессиональной подготовки в вузе будущих специалистов по безопасности технологических процессов и производств. Для студентов инженерных специальностей математика является не только учебной дисциплиной, но и профессиональным инструментом анализа, организации, управления технологическими процессами.

В Государственном образовательном стандарте высшего профессионального образования специальности 330500 «Безопасность технологических процессов и производств» подчеркивается, что выпускник вуза должен уметь: использовать математические и компьютерные технологии для обработки экспериментальных данных; строить и использовать математические модели для описания и прогнозирования различных производственных процессов; использовать математический аппарат и средства компьютерной графики для оценки техногенных рисков; выполнять с использованием ЭВМ расчеты по безопасности технологических процессов и оформлять проектно-конструкторскую документацию на средства защиты. В решении данных задач важную роль играют сформированные у специалиста в период обучения^ в вузе умения применять математический аппарат для нужд профессионально-инженерной деятельности.

В науке накоплен определенный потенциал для решения теоретико-прикладных задач, связанных с проблемой формирования профессионально-математической компетентности инженерных кадров. Особенности формирования инженерного профессионализма изучались В.В.Воловиком, А.А.Крыловым, Б.Ф.Ломовым. Теоретические основы профессиографического исследования деятельности инженеров по безопасности жизнедеятельности в техносфере представлены в трудах С.В.Белова, П.Д.Саркисова, И.Б.Федорова. В работах Р.А.Блохиной, Г.С.Жуковой, Ю.М.Колягина, Г.Л.Луканкина рассмотрена проблема профессионально-ориентированной математической подготовки специалистов различного профиля в вузе. Однако недостаточно исследований, раскрывающих специфику формирования в вузе профессионально-математической компетентности инженеров по безопасности технологических процессов с учетом современных особенностей использования математических и компьютерных технологий в их производственной и природоохранной деятельности.

Изложенное противоречие определило проблему исследования: каковы содержание и технология формирования профессионально-математической компетентности будущих инженеров по безопасности технологических процессов и производств в условиях высшей школы. В соответствии с проблемой определена тема исследования — «Формирование профессионально-математической компетентности будущих инженеров по безопасности технологических процессов и производств».

Объект исследования: профессиональная подготовка инженеров по безопасности технологических процессов и производств в условиях вуза.

Гипотеза исследования. Профессионально-математическая компетентность инженера является одним из важных условий успешной адаптации специалиста в профессии, а также фактором высокой результативности его труда в рамках нормативно-правовых требований к безопасности техносферы и эколого-природоохранной деятельности. Эффективность формирования профессионально-математической компетентности будущих инженеров в вузе может быть существенно повышена, если:

- созданы необходимые организационно-педагогические условия формирования профессионально-математической компетентности инженеров.

В соответствии с целью и гипотезой были поставлены следующие задачи исследования:

- выявить место и роль профессионально-математической компетентности в практической деятельности инженеров по безопасности технологических процессов и производств на современном.этапе решения задач безопасности техносферы и развития эколого-природоохранной деятельности в России;

- осуществить моделирование процесса формирования-профессионально-математической компетентности инженера в период обучения в. вузе;

- экспериментально подтвердить эффективность реализации разработанной модели в условиях социального университета.

Методологической» основой исследования явились: идеи целостности человеческого бытия в экологической парадигме развития общества (В.И.Вернадский, Н.Н.Моисеев, А.Д.Урсул, Г.Полде, Г.Шеффер); философ-ско-методологические положения о диалектическом единстве человека, общества и природы (Н.А.Бердяев, В.И.Вернадский, В.Хесле); методология интеграции и дивергенции явлений; системный, подход к изучению педагогических, социально-экологических, техногенных явлений; диалектические положения о единстве общего, особенного, единичного в развивающемся объекте; личностный, деятельностный, контекстный подходы к профессиональной подготовке специалиста (А.А.Бодалев, Е.В.Бондаревская^

A.А.Вербицкий); концепции о единстве целевого, содержательного и процессуального компонентов профессионального образования (А.К.Маркова,

B.А.Сластенин, И.С.Якиманская); методологические основы моделирования профессиональной подготовки специалиста (И.А.Зимняя, Н.В.Кузьмина, А.К.Маркова, Дж.Равен).

Теоретическим фундаментом исследования стали: теории профессионального образования инженеров по безопасности технологических процессов и производств в высшей школе (В.А.Давыденко, Н.Л.Пономарев, Н.П.Тарасова); теории формирования математической компетентности специалистов в период профессиональной подготовки (Н.Я.Виленкин, Б.В.Гнеденко; Ю.М.Колягин, Г.Л.Луканкин, А.Г.Мордкович, У.Сойер, О.С.Тамер); теории системно-деятельностной природы и интеграции профессионального образования (Б.С.Гершунский, Ю.К.Кулюткин, В.Д.Шадриков).

Для проверки гипотезы и решения поставленных задач использован комплекс методов: теоретические (анализ научной литературы по проблеме исследования, изучение нормативно-правовых документов, моделирование); констатирующие (анализ содержания учебных дисциплин вузов, осуществляющих подготовку инженеров; изучение, анализ, обобщение математической составляющей профессиональной деятельности инженеров и опыта подготовки специалистов в различных вузах); экспериментальные (диагностические, формирующий педагогический эксперимент; статистическая обработка диагностических данных).

Исследование проводилось на базе факультетов охраны труда и окружающей среды Российского государственного социального университета, Российского химико-технологического университета им. Д.И.Менделеева. На различных этапах эксперимента исследованием было охвачено более 300 студентов, 28 преподавателей вузов; 39 специалистов-инженеров баз практики РГСУ и РХТУ им. Д.И.Менделеева.

Исследование проводилось в период с 2001 г. по 2008 г.

Второй этап (2002-2006 гг.) - проведение формирующего педагогического эксперимента; корректировка отдельных содержательно-технологических сторон реализации модели.

Третий этап (2006-2008 гг.) - анализ и обобщение результатов экспериментальной работы, интерпретация полученных материалов, выявление теоретических и практических результатов исследования, проведение отсроченного контроля, оформление диссертации.

Научная новизна исследования: - выявлена и обоснована структурно-содержательная характеристика профессионально-математической компетентности инженера по безопасности технологических процессов и производств, соответствующая квалификационным требованиям к уровню профессионально-прикладной математической подготовленности специалиста и современным тенденциям развития инженерной математики;

- определен и обоснован содержательно-технологический базис формирования системы прикладных профессионально-математических компетенций инженера по безопасности технологических процессов и производств, (проектно-конструкторских, информационно-компьютерных, экспертно-аналитических, модельно-прогностических);

Теоретическая значимость исследования состоит в дополнении теории контекстного и личностно-ориентированного профессионального образования инженеров путем разработки содержательно-технологического обеспечения их прикладной профессионально-математической подготовки; в разработке теоретико-методологических подходов к проектированию процесса формирования профессионально-математической компетентности инженеров на основе экстраполяции ведущих тенденций информатизации общества, инженерного образования, педагогической теории междисциплинарной интеграции при опоре на системный, личностно-деятельностный, интегра-тивно-целостный подходы; в обосновании теоретико-технологического базиса поэтапного формирования профессионально-математической компетентности инженера в условиях высшей школы.

Практическая значимость исследования: теоретические положения и методические материалы исследования обеспечивают необходимый уровень профессионально-математической подготовки в вузе инженера по безопасности техносферы. Материалы исследования могут быть использованы в ряде учебных дисциплин: моделирование технических систем и процессов; основы инженерной математики; надежность технических систем и техногенный риск и др. Они могут использоваться студентами и преподавателями вузов инженерного профиля в учебной и практической деятельности, а также в системе повышения квалификации специалистов-инженеров.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Профессионально-математическая компетентность инженера по безопасности технологических процессов — это системно-личностное образование специалиста, отражающее единство его теоретико-прикладной подготовленности и практической способности применять математический инструментарий для решения задач производственной и природоохранной деятельности. Структурными компонентами данной компетентности являются: профессионально-гностический (системное мировоззрение и модельное мышление специалиста; комплексность освоения системы конкретно-предметных знаний); мотивационно-ценностный (доминирующие экоцентрические мотива-ционные установки в отношении к природе и условиям жизнедеятельности человека; гармоничная система профессионально-личностных ценностей и нормативно-правовых требований безопасности техносферы); процессуально-технологический (информационно-компьютерная обеспеченность инженерной и природоохранной деятельности специалиста на основе использования прикладных математических технологий).

Данная компетентность инженера характеризуется совокупностью компетенций: проектно-конструкторских, информационно-компьютерных, экс-пертно-аналитических, модельно-прогностических.

2. Модель процесса формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера в вузе включает взаимосвязь и взаимозависимость модулей: функционально-целевого, содержательнопроблемного, организационно-технологического, критериально-оценочного. Основными принципами реализации модели являются: принцип конгруэнтности профессионально-математического образования современному характеру труда инженера по безопасности технологических процессов и производств; принцип функциональности профессионально-математического образования будущего инженера, формирующий систему профессионально-прикладных компетенций в соответствии с квалификационными требованиями, функционалом специалиста; принцип интеграции достижений современной математической науки, профессионально-инженерного образования и практики производственной деятельности; принцип единства и преемственности естественнонаучной, нормативно-правовой, математической, специально-инженерной, экологической подготовки; принцип прогностичности, опережающего характера профессионально-математической подготовки инженера в контексте эволюции инженерной математики и компьютерных технологий обеспечения безопасности жизнедеятельности в техносфере.

3. Совокупность условий, обеспечивающих эффективность формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера в вузе, включает в себя следующие группы: организационно-административные условия (соответствие организации и содержания учебно-воспитательного процесса вуза требованиям ГОСТ ВПО, а также требованиям современного рынка инженерного труда; организация системы научно-технического партнерства университета с базами производственной практики студентов; педагогический мониторинг личностного продвижения студентов в процессе формирования у них профессионально-математической компетентности инженера); дидактико-технологические условия (приоритетность проблемно-деятельностных, проектно-исследовательских, интегративно-модульных профессионально-образовательных технологий; реализация структурно-логических межпредметных связей; деятельность имитационнокомпьютерной лаборатории — «виртуальный тренажер» профессиональной деятельности инженера по предупреждению и ликвидации техногенных аварий; кумулятивность взаимодействия вариативных форм внеаудиторной учебной профессионально-практической и научно-исследовательской работы по применению технологий математической физики, экологической математики, компьютерных технологий); индивидуально-профессиональные условия (мотивированность и активность студентов в овладении профессионально-математическими компетенциями инженера в учебной и внеучебной деятельности; практико-ориентированная профессионально-математическая компетентность профессорско-преподавательского состава; самообразовательная деятельность студентов в сфере прикладной инженерной математики; активное включение студентов в экомониторинговые, экоквалиметрические исследования, проекты в период учебно-производственной практики и волонтерской деятельности; самостоятельная разработка студентами учебно-исследовательских проектов по решению проблем безопасности техносферы).

Достоверность и надежность результатов исследования обеспечены методологической обоснованностью исходной концепции исследования, базирующейся на системном, деятельностном, контекстном подходах к профессиональной подготовке инженеров; применением комплекса взаимодополняющих методов исследования, адекватных его задачам и логике; целенаправленным сравнительным анализом результатов многолетней экспериментальной работы и массовой практики подготовки инженеров в вузе; воспроизводимостью результатов исследования и их репрезентативностью; статистической, достоверностью данных отсроченного контроля.

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись через опубликование учебных пособий, методических материалов, статей, тезисов; разработку и реализацию программ учебных дисциплин «Математика», «Надежность технических систем и техногенный риск», элективных курсов «Методы математического моделирования», «Основы инженерной математики», «Моделирование технических систем и процессов», «Математическое моделирование в инженерных профессиях», практикума «Решение задач техногенного риска», пособий по учебно-производственной практике. Основные идеи исследования внедрены в образовательный процесс факультетов охраны окружающей среды РГСУ и РХТУ им. Д.И.Менделеева. Материалы исследования получили одобрение на международных, всероссийских, региональных научно-практических конференциях.

Цель, задачи, логика исследования определили структуру диссертации, которая состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений.

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

Выводы по второй главе

Разработанная на основе компетентностного, личностного, деятельно-стного, системного подходов модель процесса формирования в вузе профессионально-математической компетентности будущих инженеров по безопасности технологических процессов и производств направлена на развитие конкурентноспособной личности современного инженера, повышение эффективности профессионально-образовательной деятельности вуза, расширение производственно-деятельностных и научно-исследовательских связей вуза на основе социального партнерства с промышленно-производственными комплексами и специализированными научными институтами.

Модель процесса формирования профессионально-математической компетентности инженера включает взаимосвязь и взаимозависимость модулей: функционально-целевого (профессионально-образовательные ориентиры прикладной математической подготовки будущего инженера), содержательно-проблемного (практико-ориентированный и профессионально-прикладной характер учебных дисциплин федерального и вузовского компонентов учебного плана, элективных и факультативных курсов по инженерной математике; активизация использования достижений современной инженерной математики в курсовых и дипломных работах и др.), организационно-технологического (обеспечение взаимосвязи учебной и внеучебной работы студентов; развитие форм научно-исследовательской деятельности студентов; проведение ежегодных конкурсов на лучший студенческий проект по разработке систем безопасности технологических процессов и производств; участие будущих специалистов в деятельности комиссий по рационализаторским предложениям по снижению техногенных рисков на предприятиях — базах производственной практики и др.), критериально-оценочного (мониторинг и оценка действенности формирования профессионально-математической компетентности).

Основными функционально-целевыми ориентирами реализации в высшей школе разработанной модели процесса формирования профессионально-математической компетентности будущих инженеров являются: развитие мотивации и формирование готовности выпускника вуза осуществлять инженерную деятельность, реализуя в ней приобретенный профессионально-математический потенциал; формирование мотивационно-ценностного отношения к необходимости развития профессионально-личностных качеств и инженерно-математических способностей будущего специалиста средствами математических профессионально-прикладных дисциплин; целенаправленное формирование теоретико-абстрактного, аналити-ко-прогностического, эвристического типа мышления; обеспечение необходимого профессионалу объема профессионально-прикладных математических знаний, отражающих методологию, содержание и технологии современной инженерии с учетом возрастающей степени информатизации производства; обеспечение высокой степени сформированности системы профессионально-математических компетенций инженера.

Для обеспечения качества профессионально-прикладной математической подготовки будущих инженеров в процессе исследования было разработано и апробировано специальное учебно-методическое обеспечение (учебные пособия; сборники заданий; лабораторные практикумы; автоматизированная обучающая система; автоматизированная система контроля знаний студентов) дисциплин вузовского компонента учебного плана («Методы математического моделирования», «Основы инженерной математики», «Моделирование технических систем и процессов»), элективных курсов («Основы статистического моделирования», «Планирование эксперимента и обработка данных», «Решение задач техногенного риска»). Использование, содержательного потенциала, вузовского компонента в учебных планах осуществлялось в рамках академических свобод, предоставляемых вузу ГОСТ ВПО специальности «Безопасность технологических процессов и производств», который дает вузу (факультету) право на самостоятельное определение дисциплин и курсов по выбору студентов в объеме 600 ч (150 ч по блоку общепрофессиональных и 450 ч по блоку специальных профессиональных дисциплин)

Результативность опытно-экспериментальной работы отслеживалась в процессе повседневных включенных наблюдений за учебно-познавательной деятельностью студентов на аудиторных и внеаудиторных занятиях, в ходе индивидуальных бесед со студентами, принимавшими участие в эксперименте. Ход и промежуточные, итоговые результаты эксперимента систематически обсуждались на заседаниях кафедр высшей математики, приклданой инженерии, охраны труда и безопасности производства, социальной экологии, социальной педагогики, РГСУ; на Международных и Всероссийских социальных конгрессах, организованных на базе РГСУ. Полученные в ходе экспериментальной работы эмпирические материалы (количественные, качественные) дают основания для содержательного анализа того, насколько апробируемая нами модель формирования профессионально-математической компетентности инженера в вузе была эффективна. Результаты многолетнего формирующего эксперимента позволяют констатировать позитивные изменения профессионально-личностных параметров студентов, высокий уровень сформированности базовых профессиональных математических компетенций инженера (проектно-конструкторские, информационно-компьютерные, экс-пертно-аналитические, модельно-прогностические).

Отсроченный контроль за профессиональным ростом выпускников вуза подтвердил тенденцию к развитию математической компетентности инженера по безопасности технологических процессов и производств, основы которой сложились в период обучении в вузе. Полученные в результате опытно-экспериментальной работы данные подтверждают, что цель диссертационного исследования достигнута.

154

Заключение

Проведенное исследование очертило круг теоретико-методологических, научно-методических, содержательно-технологических предпосылок, необходимых для обеспечения качества подготовки инженеров в современных условиях развития общества. Одной из важнейших предпосылок является ориентация в учебной деятельности на решение производственных проблем в условиях быстрого устаревания технических знаний.

В современных условиях решение проблемы формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера^ является весьма значимым в силу необходимости обеспечить на производстве необходимый уровень безопасности жизнедеятельности человека и экологическую безопасность.

Отправной точкой выполненного исследования стала идея о возможности формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера путем интеграции научных знаний и представлений о профессиональном, личностном, личностно-ценностном содержании образования и адекватных им теоретических, методических и организационных основ построения учебного процесса вуза, отбора содержания профессионально-прикладного математического образования, методов, средств и форм обучения, разработки технологии и условий обучения.

На сегодняшний день в вузах России накоплен существенный опыт по формированию у будущих инженеров необходимых профессионально-прикладных знаний, умений и навыков в сфере применения математических технологий для нужд производственной и природоохранной деятельности. Математическая подготовка будущего инженера в вузе важна с различных точек зрения: логической (изучение математики является источником и средством умственного развития человека); познавательной (с помощью математики человек познает мир, его пространственные и количественные отношения); прикладной (математика является той базой, которая обеспечивает готовность человека как к овладению смежными дисциплинами, так и многими профессиями, делает для него доступным непрерывное образование и самообразование, связанное с прикладными математическими технологиями); исторической (на примерах из истории становления математики прослеживается развитие не только её самой, но и человеческой культуры в целом); философской (математика позволяет модельно-структурно осмыслить мир, в котором мы живем, сформировать у студента научные представления о реальном пространстве человеческого бытия). Таким образом, математическая подготовка будущего инженера — это неотъемлемая составная часть профессиональной подготовки, способствующая развитию интеллектуальной сферы специалиста, направленной на овладение прикладными профессионально-ориентированными математическими технологиями.

Решение государственной проблемы обеспечение безопасности технологических процессов и производств в масштабах страны возможно частично решить за счет формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера, которая рассматривается как интегральная профессионально-личностная характеристика специалиста, выраженная в единстве его теоретических знаний, практической подготовленности, способности и готовности осуществлять все виды своей профессионально-инженерной деятельности с использованием математического инструментария, обеспечивая удовлетворение результатов своего труда заданным требованиям безопасности производства, охраны труда, экологической безопасности среды обитания.

Профессионально-математическая компетентность является сущностной составляющей профессионализма современного инженера по безопасности технологических процессов и производств. Структурными компонентами данной компетентности являются: профессионально-гностический (системное мировоззрение и модельное мышление специалиста; комплексность освоения системы конкретно-предметных знаний); мотивационно-ценностный (доминирующие экоцентрические мотивационные установки в отношении к природе и условиям жизнедеятельности человека; гармоничная система профессионально-личностных ценностей и нормативно-правовых требований безопасности техносферы); процессуально-технологический (информационно-компьютерная обеспеченность инженерной и природоохранной деятельности специалиста на основе использования прикладных математических технологий).

Основными профессионально-математическими компетенциями инженера по безопасности технологических процессов и производств, обусловленными характером его профессиональной деятельности и определяющими профессионально-математическую компетентность являются: проектно-конструкторские компетенции (умения применять для решения профессионально-инженерных проектно-конструкторских задач математические методы проверки гипотез, анализа устойчивости линейных объектов и систем, определения зоны повышенного техногенного риска; умения использовать математические методы расчета надежности применительно к системам производственной безопасности и защиты окружающей среды; умения использовать для создания проекта методы начертательной геометрии и инженерной графики; оформлять проектно-конструкторскую документацию на средства защиты и др.); информационно-компьютерные компетенции (умения использовать компьютерно-математические технологии для обработки экспериментальных данных; умения использовать математический аппарат и средства компьютерной графики для оценки техногенных рисков и произtP водственных процессов; выполнять с использованием ЭВМ расчеты по безопасности технологических процессов, моделировать аварийные ситуации и способы их ликвидации и др.); экспертно-аналитические компетенции (умения применять' математические методы для анализа и оценки степени опасности воздействия вредных производственных факторов на человека и окружающую среду; умения формулировать цели экологической экспертизы и мониторинга, применять методы экспертного измерения эколого-технологических показателей, параметров и др.); модельно-прогностические компетенции (умения строить и использовать математические модели для описания и прогнозирования различных производственных процессов; умения использовать математические модели загрязнения атмосферы, воды выбросами предприятий; умения составлять и обосновывать графовые, сетевые, описательные и качественные модели технологических процессов и систем; умения использовать для решения профессиональных задач булевы и марковские модели надежности, математические модели случайных процессов, модели непрерывных и дискретных линейных объектов и систем и др.).

В соответствии со структурой профессионально-математической компетентности инженера были определены критерии, позволяющие определить уровень ее сформированности: аксиологический критерий (позитивный настрой на инженерную деятельность; осознание необходимости математических знаний, умений для решения задач трудовой деятельности; устойчивое стремление к самообразованию в сфере прикладных математических технологий и др.); когнитивный критерий (владение системой профессионально-математических знаний, алгоритмическими и эвристическими прикладными математическими технологиями; сформированность критичности, системности, логичности мышления, аналитико-прогностического инженерного стиля мышления); праксеологический критерий (готовность и способность к применению математических технологий в инженерной деятельности; умение эффективно решать профессиональные задачи в жестко заданных правилах и ситуационных условиях и др.).

По результатам теоретического анализа проблемы, а также с помощью комплекса диагностических методик, апробируемых в ходе экспериментальной проверки модели в профессиональной подготовке будущих инженеров по безопасности технологических процессов*и производств в Российском государственном социальном университете, были обозначены уровни профессионально-математической компетентности выпускников вуза: базовый уровень (характеризуется базовыми математическими знаниями; умением перевести прикладную задачу профессиональной деятельности инженера на математический язык и др.); профессионально-адаптивный уровень (характеризуется умением построить алгоритм применения математического аппарата к решению типовых прикладных задач деятельности инженера; наличием устойчивой мотивации на совершенствование своей математической компетенции, стремлением к обобщению собственного опыта и опыта коллег, эпизодическим достижением успешности при решении сложных профессиональных задач с применением прикладных математических технологий); профессионально-технологический уровень (характеризуется умением обобщать прикладные математические знания, технологии в целостные системы на основе операций аналогии, классификации, анализа, синтеза; умением разрабатывать математические модели различных видов, оценивать их адекватность, выбирать методы математической обработки массивов информации; высоким уровнем профессионально-личностной ответственности; систематическим достижением успешности при решении сложных задач с применением математического аппарата); профессионально-пролонгированный уровень (характеризуется способностью прогнозировать результат профессиональных действий по обеспечению безопасности жизнедеятельности* в техносфере; автоматизацией применения комплекса прикладных математических технологий для решения задач профессиональной деятельности инженера); профессионально-исследовательский уровень (адекватное использование системного анализа для построения сложных математических моделей; стремление к систематическому повышению своей профессиональной компетентности по овладению технологиями квалиметрии: экометрии, антропометрии, социометрии, экономометрии; оптимальное применение математического аппарата для реализации аналитико-прогностической, оценочно-экспертной функций деятельности инженера).

Каждый из уровней имеет тенденцию к положительной динамике и переходу в качественно новый при успешной реализации в учебно-воспитательном процессе вуза модели формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера по безопасности технологических процессов и производств. Вузовский этап формирования основ данной компетентности создает фундамент для дальнейшей систематической J работы специалиста по ее саморазвитию в самостоятельной профессиональной деятельности.

Профессионально-математическая компетентность инженера проявляется как синтез интеллектуальных и навыковых составляющих (когнитивного и деятельностного, включая обобщенные, междисциплинарные, структурированные знания, умения, навыки), личностных характеристик (ценностные ориентации, способности, черты характера, готовность к осуществлению деятельности) и первичного профессионального опыта, позволяющих человеку использовать свой потенциал, осуществлять сложные виды деятельности, оперативно и успешно адаптироваться в постоянно изменяющемся обществе и профессиональной деятельности.

Модель процесса формирования профессионально-математической компетентности инженера включает взаимосвязь и взаимозависимость модулей: функционально-целевого (профессионально-образовательные ориентиры прикладной математической подготовки будущего инженера), содержательно-проблемного (практико-ориентированный и профессионально-прикладной характер учебных дисциплин федерального и вузовского компонентов учебного плана, элективных и факультативных курсов по инженерной математике; активизация использования достижений современной инженерной математики в курсовых и дипломных работах и др.), организационно-технологического (обеспечение взаимосвязи учебной и внеучебной работы ч U студентов; развитие форм научно-исследовательской деятельности студентов; проведение ежегодных конкурсов на лучший студенческий проект по разработке систем безопасности технологических процессов и производств; участие будущих специалистов в деятельности комиссий по рационализаторским предложениям по снижению техногенных рисков на предприятиях - базах производственной практики и др.), критериально-оценочного (мониторинг и оценка действенности формирования профессионально-математической компетентности).

Основными принципами реализации модели являются: принцип конгруэнтности профессионально-математического образования современному характеру труда инженера по безопасности технологических процессов и производств; принцип функциональности профессионально-математического образования будущего инженера, формирующий систему профессионально-прикладных компетенций в соответствии с квалификационными требованиями, функционалом специалиста; принцип интеграции достижений современной математической науки, профессионально-инженерного образования и практики производственной деятельности; принцип единства и преемственности естественнонаучной, нормативно-правовой, математической, специально-инженерной, экологической подготовки; принцип прогностичности, опережающего характера профессионально-математической подготовки инженера в контексте эволюции инженерной математики и компьютерных технологий обеспечения безопасности жизнедеятельности в техносфере.

Наиболее значимыми профессионально-образовательными технологиями формирования профессионально-математической компетентности инженера являются: контекстно-прикладные (формируют навыки трудовой деятельности инженера по обеспечению безопасности техносферы на основе освоения алгоритмов решения конкретных профессиональных задач); интегра-тивно-модульные (обеспечивают межпредметные связи, формирование и развитие системы междисциплинарных профессиональных знаний, умений, компетенций инженера); проектные (стимулируют учебно-познавательную активность, формируют культуру самообразовательной деятельности; навыки работы в команде).

Совокупность условий, обеспечивающих эффективность формирования профессионально-математической компетентности будущего-инженера в вузе, включает в себя следующие группы: организационно-адлшнистративные условия (соответствие организации и содержания учебно-воспитательного процесса вуза требованиям ГОСТ ВПО, а также требованиям современного рынка инженерного труда; организация системы научно-технического партнерства университета с базами производственной практики студентов; педагогический мониторинг личностного продвижения студентов в процессе формирования у них профессионально-математической компетентности инженера); дидактико-технологические условия (приоритетность проблемно-деятельностных, проектно-исследовательских, интегративно-модульных профессионально-образовательных технологий; реализация структурно-логических межпредметных связей; деятельность имитационно-компьютерной лаборатории - «виртуальный тренажер» профессиональной деятельности инженера по предупреждению и ликвидации техногенных аварий; кумулятивность взаимодействия вариативных форм внеаудиторной-учебной профессионально-практической и научно-исследовательской работы по применению технологий математической физики, экологической математики, компьютерных технологий); индивидуально-профессиональные условия (мотивированность и активность студентов в овладении профессионально-математическими компетенциями инженера в учебной и внеучебной деятельности; практико-ориентированная профессионально-математическая компетентность профессорско-преподавательского состава; самообразовательная деятельность студентов в сфере прикладной инженерной математики; активное включение студентов в экомониторинговые, экоквалиметриче-ские исследования, проекты в период учебно-производственной практики и волонтерской деятельности; самостоятельная разработка студентами учебно-исследовательских проектов по решению проблем безопасности техносферы).

В целом же реализация в учебно-воспитательном процессе вуза модели формирования профессионально-математической компетентности будущих инженеров позволяет развивать у студентов отношение к математике как ценности для будущей профессиональной деятельности; поддерживать профессионально-пролонгированную мотивацию студентов к изучению математики; повысить уровень интеллектуального, профессионально-логического развития студентов; обеспечить формирование целостной системы профессионально значимых .математических знаний и операциональных умений.

Данное исследование не претендует на полноту всестороннего раскрытия исследуемой проблемы. В то же время оно позволило обозначить перспективы дальнейшей ее разработки. Среди наиболее актуальных: интеграция профессионально-математической и информационно-компьютерной компетентностной подготовки будущих инженеров; развитие самообразовательной культуры студентов в процессе овладения профессионально-математическим компетенциями; интеграция теоретико-математической подготовки и профессионально-прикладной деятельности студентов в период практики; подготовка преподавателей вузов к работе по формированию профессионально-математической культуры будущего инженера по безопасности техносферы.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Илларионова, Галина Игоревна, Москва

1. Абульханова-Славская К.А. Проблема саморазвития субъекта деятельности // Психол. журнал. 1993. - Т. 14. - 126 с.

2. Аверьянов А.Н. Системное познание мира: Методологические проблемы. — М., 1985.-222 с.

3. Акопян JI.C. Экологометрия. Калуга: Полиграф-Информ, 2000.- 291 с.

4. Алексеев А.А., Громова JI.A. Поймите меня правильно или книга о том, как найти свой стиль мышления, эффективно использовать интеллектуальные ресурсы и обрести взаимопонимание с людьми. — СПб., 1993.-202 с.

5. Алымов В.Т., Тарасова Н.П. Техногенный риск. Анализ и оценка. М.: Академкнига, 2005. — 119 с.

6. Ахтямов A.M. Математика. М.: Физматлит, 2004. - 464 с.

7. Ашмарин И.П., Васильев Н.Н., Амбросов В.А. Быстрые методы статистической обработки и планирование экспериментов. — JL: ЛГУ, 1974. -239 с.

8. Базовая культура личности: теоретические и методологические проблемы. Сборник научных трудов / Под ред. 0:С. Газмана. М., 1989. — 149 с.

9. Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Безопасность промышленного комплекса / Колл. авторов, науч. руководитель академик К.В. Фролов. М.: «Знание», 2002. -464 с.

10. М.: Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов, 1997. — С. 5-9.

11. П.Белов П.Г. Теоретические основы системной инженерии безопасности.- М., 1996. 427 с.

12. Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. -М., 1995.-336 с.

13. БлаубергИ.В., Юдин-Э.Г. Становление и сущность системного подхода.-М., 1973.-270 с.

14. Блохина Р.А. Профессиональная направленность курса высшей математики как одно из условий интенсификации процесса обучения // Совершенствование содержания математического образования в школе и в вузе: Межвуз. сб. науч. тр. Саранск, 1998 — С. 26-33.

15. Бодалев А.А. Акмеология как учебная и научная дисциплина М., 1993. -68 с.

16. Болонский процесс: нарастающая динамика и многообразие (документы международных форумов и мнения европейских экспертов) / Иод науч. ред. д.п.н. В.И. Байденко. — М., 2000. — 430 с.

17. Болотов В.А., Сериков В.В. Компетентностная модель: от идеи к образовательной программе // Педагогика. 2003. — № 10.

18. Бондаревская Е.В. Теория и практика личностно-ориентированного образования Ростов-н/Д, 2000.-413 с.

19. Бондаренко Н.И. Методология системного подхода к решению проблем. — СПб.: Изд-во СПб. ун-та экономики и финансов, 1997. — 205 с.

20. Бондарь В.А., Попов Ю.П. Риск, надежность и безопасность. Система понятий и обозначений // Безопасность труда в промышленности. 1997. № 10.-С. 39-42.

21. Вербицкий А.А. Активное обучение в высшей школе: контекстный подход. М., 1991. - 207 с.

22. Вербицкий А.А. Контекстное обучение в системе экологического образования // Экологическое образование: концепции и технологии. Волгоград, 1996. С. 115-127.

23. Виленкин Н.Я. Математика. В поисках бесконечности. М.: Наука, 1983.- 160 с.

24. Вернадский В.И. Живое вещество и биосфера. М., 1994. - 564 с.

25. Вернадский В.И. Научная мысль как планетное явление. М:, 1991. -. 202 с.

26. Ганеева Е.А. Моделирование содержания профессионального образования. Оренбург, 2003. - 123 с.

27. Гершунский Б.С. Философия образования. М., 1998. - 432 с.

28. Глазачев С.Н. Постулаты экологического образования // Экологическое образование: концепции и технологии. Волгоград, 1996. - С. 3-6.

29. Глазачев С.Н., Мамедов И.М., Экологическое образование как предпосылка устойчивого развития общества // Экологическое образование: концепции и технологии. -Волгоград, 1996. С. 16-26.

30. Глейзер Т.Д. Математика: Учеб. пособ. по истории, методологии, дидактике математики. М.: Изд-во УРАО, 2001- 384 с.

31. Гнеденко Б.В. Математика в современном мире. М.: Просвещение, 1980.- 128 с.

32. Гнеденко Б.В. Математическое образование современного человека. -М.: Просвещение, 1985. 328 с.

33. Горелов В.И., Карелова O.JI. Математическое моделирование в экологии. М.: Изд-во РУДН, 2000. - 139 с.

34. Григорьев С.И. Социальная квалиметрия. Барнаул - Москва, 2004. — 202 с.

35. Гринин А.С, Орехов Н.А., Новиков В.Н. Математическое моделирование в экологии. М.: ЮНИТИ, 2003. - 205 с.

36. Гусинский Э.Н. Построение теории образования на основе междисциплинарного системного подхода. М., 1994. - 183 с.

37. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования. Специальность 330500 «Безопасность технологических процессов и производств». М., 2003. - 33 с.

38. Данилов-Дани л ьян В. Возможна ли «коэволюция» природы и общества // Вопросы философии. 1998. - № 8. - С. 22-28.

39. Деркач А.А. Акмеология: пути достижения вершин профессионализма -М, 1993.-255 с.

40. Дерябо С.Д., Левин В.А. Экологическая педагогика и психология. -Ростов-на-Дону, 1996. 404 с.

41. Егоров А.Ф., Савицкая Т.В. Управление безопасностью химических производств на основе новых информационных технологий. М! «Химия», 2006.-416 с. •

42. Ермаков С.М., Михайлов Г.А. Статистическое моделирование. М.: Наука: Гл. ред. физ.-мат. лит-ры, 1982. - 296 с.

43. Жукова Г.С. Математика. М.: Союз, 2005 - 351 с.

44. Журбенко JT.H. Дидактическая система гибкой математической подготовки. Казань: Мастер Лайн, 1999. - 160 с.

45. Журбенко JI.H., Данилов Ю.М., Никонова Г.А. и др. Математика. М.: ИНФРА-М, 2006. - 496 с.

46. Журбенко JI.H., Никонова Г.А., Дегтярева О.М. и др. Практикум-по математике для инженеров. Казань: КГТУ, 2007. - 220 с.

47. Журбенко JI.H., Никонова Н.В. Многопрофильная математическая подготовка в технологическом университете: дидактический аспект. -Казань: КГТУ, 2006. 232 е.

48. Измалков В.И., Измалков А.В. Безопасность и риск при техногенных воздействиях. М.; СПб., 1994. - 269 с.

49. Кавтарадзе Д.Н., Овсянников А.А. Природа и люди России: основания к пониманию проблемы. М., 1999. - 302 с.

50. Каган М.С. Философская теория ценности. СПб., 1997. - 285 с.

51. Клайн М. Математика. Утрата определенности. М.: Мир, 1984 — 446 с.

52. Клиланд Д., Кинг В. Системный анализ и целевое управление. М., 1977.-235 с.

53. Климов Е.А. Психология профессионала. М., Воронеж, 1996. - 208 с.

54. Колягин Ю.Н., Пикан В.В. О прикладной и практической направленности обучения математике // Математика в школе, 1986, №6. С. 2228.

55. Колягин Ю.Н., Ткачева М.В. Профильная дифференциация обучения математике//Математика в школе, 1990, №4.— С. 13-19.

56. Концепция модернизации российского образования на период до 2010 года// Официальные документы в образовании. — 2002, №4(175) С. 331.

57. Коваленко Н.Д. Методы реализации принципа профессиональной направленности при отборе и построении содержания общеобразовательных предметов в высшей школе: Дис. на соиск. . к.п.н. Томск, 1995.- 158 с.

58. Комиссаров Ю.А., Гордеев JI.C., Эделынтейн Ю.Д. Экологический мониторинг окружающей среды / Под ред. П.Д.Саркисова. М.: Химия, 2005.-365 с.

59. Кузьмина Н.В. Понятие «педагогическая система» и критерии ее оценки //Методы системного педагогического исследования. М., 1980.

60. Кузьмин И.И., Махутов Н.А., Хетагуров С.В. Безопасность и риск: Эколо-го-экономические аспекты. СПб.: СПб. гос. ун-т экономики и финансов, 1997. -163 с.

61. Левин В.И. Математические методы и информационные технологии в экономике, социологии и образовании. Пенза: Приволжский дом знаний, 2003.-352 с.

62. Леднев B.C. Содержание образования: сущность, структура, перспективы. М.: Высшая школа, 1991. - 224 с.

63. Ленин В.И. Статистика и социология. Полн. соб. соч., Т. 30. М., 1956.- С. 3-18.

64. Лихачев Б.Т. Экология личности // Педагогика. 1993. № 2. - С. 19-23.

65. Литвак Б.Г. Экспертные оценки и принятие решений. М., 1996.-128 с.

66. Маслоу А. Самоактуализация. Психология личности: Тексты. — М., 1982.- 110 с.

67. Малашонок И.В. Эффективная математика: Моделирование в биологии и медицине. Тамбов: ТГУ, 2001 — 145 с.

68. Маркова А.К. Психология профессионализма. М., 1996. - 398 с.

69. Мартынюк В.Ф., Лисанов М.В., Сидоров-В.И. Анализ риска и его нормативное обеспечение//Безопасность труда в промышленности. 1995. № 11.- С. 55-63.

70. Махутов Н.А., Шокин Ю.И., Москвичев В.В. Задачи механики катастроф и безопасности технических систем. Красноярск: Вычисл. центр СО АН СССР, 1991.-50 с.

71. Митина Л.М. Психология развития конкурентоспособной личности. —1. М., 2002.-400 с.

72. Моисеев Н.Н. Логика динамических систем и развитие природы и общества // Вопросы философии. 1999. - № 4. - С. 9-13.

73. Муромцев Ю.Д. Безаварийность и диагностика нарушений в химических производствах. М.: Химия, 1990. - 144 с.

74. Негойцэ К.В. Применение теории систем к проблемам управления / Пер. с англ. — М.: Мир, 1981. 168 с.

75. Новейший философский словарь / Сост. А.А. Гриданов. — Минск, 1998. 896 с.

76. Новый энциклопедический словарь — М.: Изд-во «Большая российская энциклопедия», 2002. 1455 с.

77. Педагогика профессионального образования / Под ред. В.А. Сластёни-на. М.: Академия, 2004. - 400 с.

78. Педагогика и психология / Под ред. А.А. Бодалева, В.И. Жукова, Л.Г. Лаптева, В.А. Сластенина. -М.: Высшая школа, 2002. 585 с.

79. Педагогика и психология высшей школы / Отв. ред. С.И. Самыгин — Ростов-на-Дону, 1998. 544 с.

80. Пидкасистый П.И. и др. Психолого-дидактический справочник преподавателя высшей школы. М., 1999. - 354 с.

81. Платонов К.К. Структура и развитие личности. — М.: Наука, 1986. — 423 с.

82. Поваренков Ю.П. Психологическое содержание профессионального становления человека. М.: УРАО, 2002. - 160 с.

83. Полат Е.С. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования. М., 2001. - 202 с.

84. Психологический словарь / Под ред. А.В. Петровского. М., 1990. -786 с.

85. Реан А.А., Коломинский Я.Л. Социальная, педагогическая психология. -СПб., 2000.-416 с.

86. Реймерс Н.Ф. Надежды на выживание человечества. Коцептуальная экология. М., 1992. - 69с.

87. РомановМ.Ф., Федоров М.Л. Математические модели в экологии-СПб.: Иван Федоров, 2003. 168 с.

88. Российская педагогическая энциклопедия / Под ред. В.В. Давыдова — М., 1999.

89. Рубинштейн С.Л. Самосознание личности и ее жизненный путь // Собр. соч. в 2 т.-М., 1989.-Т.2.

90. Роджерс К. Становление человека. Клиенто-центрированная терапия. Пер. с англ. М., 1997. - 320 с.

91. Сафонов B.C., Одишария Г.Э., Швыряев А.А. Теория и практика анализа риска в газовой промышленности. М.: НУМЦ Минприроды РФ, 1996. -208 с.

92. Селевко Г.К. Опыт системного анализа современных педагогических технологий. М.: Школьные технологии, 1996.- 86 с.

93. Сериков Г.Н. Элементы теории системного управления образованием. -Челябинск, 1994.-208 с.

94. Симонов В.П. Диагностика личности и деятельности преподавателя и обучаемых. -М.: МГОУ, 2005. 181 с.

95. Словарь русского языка. / Под редакцией Н.Ю. Шведовой. — М., 1983.-816 с.

96. Смит Дж.М. Модели в экологии / Пер. с англ. М.: Мир, 1976. -184 с.

97. Смирнова Е.Э. Пути формирования модели специалиста с высшим образованием: Монография.- Д.: ЛГУ, 1991 136 с.

98. Современный словарь иностранных слов / Под редакцией И.В. Нечаева. -М.: ACT, 2002. 538 с.

99. Сойер У.У. Прелюдия и математика. М.: Просвещение, 1972 — 192 с.

100. Субетто А.И. Качество жизни: грани проблемы. СПб.; Кострома; Москва, 2004. - 126 с.

101. Талызина Е.В. Управление процессом усвоения знаний.- М.: Наука, 1975. 282 с.

102. Тамер О.С. Проектирование и реализация системы профильной дифференциации математической подготовки студентов технических и гуманитарных специальностей университета: Дис. . д.п.н. М., 2002. - 322 с.

103. Тарасова Н.П., Макаров С.В. Охрана окружающей среды в дипломных проектах. М.: РХТУ им. Д.И.Менделеева, 2006. - 218 с.

104. Тейяр де Шарден П. Феномен человека. — М., 1987. 198 с.

105. Тестов В.А. Стратегия обучения математике в вузе. М.: Технологическая школа бизнеса, 1999. - 303 с.

106. Тимофеев B.C., Серафимов JI.A. Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза. М.: «Высшая школа», 2003.-536 с.

107. Томаков В.И. Теоретические основы формирования экологической компетентности будущих инженеров: Диссертация на соиск. уч. ст. д.п.н. по специальности 13.00.08. Елец, 2007. - 405 с.

108. Тоффлер Э. Шок будущего. М.: ACT, 2003. - 557 с.

109. Трусова А.Ю. Основы теории графов. Самара: Изд-во «Самарский университет», 2002. — 135 с.

110. Фокин Ю.Г. Преподавание и воспитание в высшей школе. М., 2002. - 224 с.

111. Фомин В.Н. Квалиметрия. Управление качеством. Сертификация. М., 2000. - 268 с.

112. Франки В. Человек в поисках смысла. М., 1990. - 268 с.

113. Фромм Э. Человеческая ситуация. М., 1995. - 126 с.

114. Хакен Г. Синергетика. М., 1985. - 152 с.

115. Хенли Э. Дж., Кумамото X. Надежность технических систем и оценка риска / Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1984. - 528 с.

116. Хесле В. Философия и экология. М., 1993. - 348 с.

117. Хуторский А.В. Ключевые компетенции и образовательные стандарты: Доклад на Отделении философии образования и теоретической педагогики РАО 23.04.02 г. М.: Центр "Эйдос", 2002. - 68 с.

118. Чернова Ю.К., Зинкина K.JI. и др. Модели компетентности. — Тольятти, 2006.

119. Чурляева Н.П. Обеспечение качества подготовки инженеров в рыночных условиях на основе компетентностного подхода: Автореф. диссертации на соиск. уч. ст. д.п.н. Красноярск, 2008. - 45 с.

120. Шадриков В.Д. Проблемы системогенеза профессиональной деятельности. М., 1982. - 358 с.

121. Шахраманьян M.JL, Акимов В.А., Козлов К.А. Оценка природной и техногенной безопасности России: Теория и практика. М.: ФИД «Деловой экспресс», 1998. - 218 с.

122. Шокин Ю.И. Математические модели и методы их исследования // Численный анализ и задачи интерпретации экспериментов. Красноярск, КГУ, 1992.- 163 с.

123. Энциклопедия профессионального образования: В 3-х т. / Под ред. С .Я. Батышева. М., 1999.

124. Якиманская И.С. Проектирование личностно-ориентированной системы обучения: принципы, проблемы, решения. М., 1994. -205 с.

125. Якубайтис Э.А. Информатика электроника — сети. - М'.: Финансы и кредит, 1999. - 200 с.

126. Якунин В.А. Педагогическая психология. СПб., 1998. - 640 с.

127. Яницкий О.Н. Экология города. Зарубежные концепции. М., 1998.-242 с.

128. Bowden, J., & Marton, F. The university of learning: beyond quality and competence in higher education. London: Kogan Page. 1998.

129. Everwijn, S.E.M. Het hoe, wat en waarom van competentiegericht on-derwijs The how, what and why of competence based education. 1999, Utrecht: Lemma. 63-78.

130. Meadows D.H., Randers J., Behrens W.W. The Limits to Growth. -N.Y.: Universe Books, 1972. 207p.

131. Mirabile R.J. Everything you wanted to know about competency modeling. Training and development, august, 1997. - 73-77.

132. Sigma Problem: The Search for Methods of Group Instruction as Effective as One-to-One Tutoring, Educational Researcher. 1994. - p.33

133. Sleeman D., Brown J. S. Intelligent Tutoring Systems.- New York. Academic Press, 1992.

134. Взаимосвязь структурных компонентов профессионально-математической компетентности выпускника<вуза по специальности «Безопасность технологических процессов и производств» и критериев определения уровня сформированностиданной компетентности

135. Структурные компоненты профессионально-математической компетентности инженера Критерии определения уровня сформированности профессионально-математической компетентности инженера

136. Фрагмент учебного пособия «Математическое моделирование в инженерии» (автор-составитель: Г.И.Илларионова).2.2 Разработка схем химико-технологических систем (ХТС)

137. Пусть k-ii блок имеет МК входных и Л^ выходных потоков. При этом Х(к,) = (хк,)будет вектором переменных i-ro входного потока k-го блока, а

138. Y{k,) " вект0Р0М переменных j-ro выходного потока к-го блока. Следовательно, х(к,\У(к,) будут обозначать, соответственно, векторы входных и выходных переменных к-го блока.

139. При условии, что все векторы x{k,),Y{k,) обладают одними и теми же компонентами, соотношение связи между блоками молено записать в виде:1. N Nk1. Л jгде структурные параметры ак, определяются из условия:f 1, еслиv'-й выходной поток i-ro1. SJ

140. О, если такого потока нет.

141. Задача синтеза заданной ХТС, т.е. определения взаимосвязи всех аппаратов, может быть решена математически только при наличии математического выражения для всех элементов и системы, а также ограничений на все переменные.

142. Подсистемы или отдельные блоки в общем виде могут быть описаны уравнениями:„с*)) f 221где Х{к) = (jc,(i),х(2к) векторы входных переменных к-го блока;

143. Y(k) = (ук) ,у(к),., у^ ) векторы выходных переменных к-го блока;

144. U{k) = (u\k),uf-- векторы управлений к-го блока.

145. Далее структура схемы должна быть задана системой соотношений связи, напримеру™- jc,(t)=0, 2.24где q -я выходная переменная n-го блока равна i-й входной переменной к-го блока. Следовательно, показана связь между этими блоками.

146. И наконец, накладываются ограничения на переменные в виде: <р«\и\к\и?\.,и%)< О 2.25

147. Условия ограничений можно выразить и соотношением вида:1. Рчт =1^-1 = 0 2.26

148. При этом задаются нижние и верхние пределы изменения .управляющих воздействий и выходных координат.

149. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСЖИХ ОБЪЕКТОВ

150. После разбиения территории зоны активного загрязнения на однородные по чувствительности к воздействию участки значение показателя относительной опасности воздействия для зоны активного загрязнения определяется как1.зазlib Sl3032