Курсовое проектирование в вузах мчс россии на основе комплексных расчетно-экспериментальных заданий

Профессиональное образование сотрудников Государственной противопожарной службы является существенным фактором обеспечения безопасности государств. Система профессионального образования пожарных и спасателей напрямую зависит от процессов, происходящих в сфере экономического производства. Все проблемы, с которыми сталкивается современное общество, касаются и профессионального образования сотрудников МЧС России, которое должно соответствовать преобразованиям, осуществляемым в последние годы в нашей стране. Основная цель модернизации профессионального образования — выход на новый качественный уровень, обеспечение гибкости и мобильности выпускников ВУЗов МЧС России, достигаемой посредством их эффективного обучения, мотивируемого постоянной гарантией качества. [142].

На современном этапе развития связи «комплектующие органыспециалист» оптимальными становятся гибкость в приобретении разносторонних знаний, умение мобильно ими пользоваться. Эта задача эффективно решается практическими формами обучения, являющимися важным звеном ВУЗа МЧС России в структуре подготовки специалиста Государственной противопожарной службы. Функционирование системы практического обучения в ВУЗе МЧС России должно осуществляться по следующим направлениям:

— совершенствование содержания образования пожарных и спасателей в целях повышения эффективности использования специалистов, развития их профессиональной компетентности и мобильности;

— разработка комплексного учебно-методического обеспечения образовательного процесса практическими формами обучения;

— внедрение инновационных педагогических технологий и интерактивных методов обучения будущих сотрудников Государственной противопожарной службы;

— реализация возможностей высшего профессионального образования для обучения различных категорий сотрудников МЧС России;

— формирование системы социального партнерства;

— значительное усовершенствование переподготовки преподавателей ВУЗов МЧС России, различных форм повышения профессиональной квалификации.

Специалист, обобщенная модель которого представлена в Государственном стандарте высшего профессионального образования. Требования к обязательному минимальному содержанию и уровню подготовки инженера по специальности «Пожарная безопасность» — это:

— квалифицированный работник, соответствующего уровня и профиля;

— конкурентоспособный на рынке труда;

— компетентный и ответственный;

— свободно владеющий своей профессией и ориентированный в смежных областях деятельности;

— способный к эффективной работе по специальности на уровне мировых стандартов;

— готовый к постоянному профессиональному росту, социальной и профессиональной мобильности. [34].

Развитие высшего профессионального образования осуществляется в условиях коренных изменений в государственно-политическом и социально-экономическом развитии России. Происходит увеличение потребности в специалистах по обеспечению пожарной безопасности, изменение их роли, функций, повышение требований к компетентности, технологической культуре и качеству труда, следовательно, возрастают требования общества к качеству и конкурентоспособности человеческих ресурсов.

В условиях отсутствия адекватной реакции профессионального образования на потребности федеральных структур, обеспечивающих безопасность населения, на динамично меняющиеся потребности общества и личности на первый план выдвигается задача создания системы форм обучения сотрудников Государственной противопожарной службы, которые обеспечивают гибкость, разнообразие, благоприятные условия для социализации и постоянного успешного профессионального (карьерного) роста личности.

Одна из задач, стоящих перед системой высшего образования состоит в том, чтобы в течении заданного времени подготовить квалифицированного специалиста в определённой сфере деятельности, обладающего необходимыми знаниями, умениями и навыками.

Значительный багаж знаний, умений и навыков, способность анализировать, осмысливать, оценивать современные события, факты, решать профессиональные задачи на основе единства теории и практики приобретаются и вырабатываются, прежде всего, в процессе самостоятельной работы. Все данные навыки прививаются курсантам и студентам на протяжении всей учёбы в высшем учебном заведении МЧС России. Умение работать самостоятельно — одно из условий успеха в учёбе, а в дальнейшем и профессиональной деятельности специалиста-спасателя. Одним из плодотворных способов развития навыков самостоятельной работы, на наш взгляд, является курсовое проектирование. Если оно предусмотрено на старших курсах, то необходимо обратить внимание на развитие таких навыков и качеств как достаточный багаж специальных знаний, умение быстро принимать правильное решение и знать, как его реализовать, знание специфики современного производства. Эти навыки развиваются на старших курсах, где закладываются основы профессиональных знаний по специальным дисциплинам. [141].

Особое внимание следует уделять курсовому проектированию на младших курсах, когда курсанты и студенты сталкиваются не только с новым термином, но и должны овладеть незнакомым для них видом деятельности. На этом этапе очень важно не просто реализовать какую либо задачу. Помимо этого необходимо разъяснить, что такое курсовое проектирование, какие требования к нему предъявляются, как правильно организовать свою деятельность для достижения положительного результата. Часто качество выполнения курсового проекта определяется только желанием студента получить более высокую оценку. На наш взгляд это не достаточная мотивация, что особенно важно показать на промерах работы над первыми курсовыми проектами, когда закладываются основы данного вида деятельности. Даже на первых курсах, когда происходит изучение общенаучных, фундаментальных дисциплин и ещё нет знаний по специальным дисциплинам, преподавателю следует уделять особое внимание перечню предлагаемых тем курсовых работ. При определении тем необходимо ориентироваться на то, чтобы темы имели практическое применение (даже на первых курсах), тогда студент может почувствовать и увидеть полезность своего исследования, что является хорошим стимулом в его дальнейшей работе.

Курсовое проектирование в инженерном образовании наиболее адекватно моделирует практическую деятельность будущего инженера, ибо включает практически все этапы работы по созданию технической документации. Однако число курсовых проектов, выполняемых курсантами и студентами вузов МЧС России, ограничено не только допустимым количеством работ, выполняемых на одном курсе, но и сложившейся практикой, при которой процесс курсового проектирования планируется уже после изучения соответствующей учебной дисциплины.

Поэтому, как правило, курсанты и студенты вузов МЧС России выполняют свои первые курсовые проекты, начиная с пятого, а иногда и с шестого семестра. Кроме того, в процессе курсового проектирования могут возникнуть организационные проблемы в использовании лабораторной базы соответствующей дисциплины, усложняется процесс организации оперативных консультаций курсантов и студентов по проблемам, возникающим в ходе курсового проектирования. [6].

Повышение качества высшего профессионального образования сотрудников Государственной противопожарной службы определяется использованием новых активных методов обучения. Активное обучение требует вовлечения слушателей и студентов в образовательный процесс ВУЗов МЧС России. При этом слушатель или студент должен обязательно действовать и в процессе этой деятельности — открывать, обрабатывать и использовать получаемые знания. Уровень развития современных средств вычислительной техники позволил изменить характер использования информационных технологий в образовании.

Инженерное образование, которое получают сотрудники Государственной противопожарной службы (ГПС) предполагает наличие ряда специфических умений и навыков, развитие которых начинается еще в средней школе и продолжается при дистанционном обучении в ВУЗах МЧС России:

— умение выбрать оптимальный математический аппарат и наиболее приемлемый программный продукт, а так же и использовать их для решения данной инженерно-технической задачи;

— умение пользоваться нормативно-технической литературой, прежде всего информацией в табличной форме;

— навыки использования различных видов вычислительной техники, прежде всего персональных компьютеров.

Решением всех этих задач невозможно без организации курсового проектирования, которое в том числе предполагает:

— необходимую информационную поддержку предложенной тематики проекта, в том числе и в виде оперативных консультаций;

— постоянный контроль хода самостоятельной работы над курсовым проектом.

Для успешного решения накопившихся проблем, связанных с организацией курсового проектирования в вузах МЧС России необходимо решить следующие проблемы:

— разработать принципы формулирования заданий на курсовое проектирование, которые было бы возможно выдавать уже на начальном этапе изучения данной дисциплины и тем самым перенести начало процесса курсового проектирования на 3−4 семестры;

— увязать тематику выполняемых лабораторных экспериментов с процессом курсового проектирования, тем самым стимулировать более ответственную работу курсантов и студентов в учебной лаборатории;

— разработать процедуру поэтапной защиты результатов курсового проектирования, которая позволит повысить ритмичность работы курсантов и студентов над курсовыми проектами.

Значительная педагогическая значимость поставленной проблемы, ее недостаточная теоретическая разработанность в психолого-педагогической литературе, потребность вузов МЧС России в практических рекомендациях по использованию современных технологий организации учебного процесса обусловили выбор темы исследования, определили цель, объект и предмет исследования.

Цель исследования — разработка современных педагогических технологий организации курсового проектирования, позволяющих повысить качество практической подготовки будущих сотрудников ГПС.

Объектом исследования явился процесс обучения специалистов в высших учебных заведениях МЧС России.

Предмет исследования — нахождение условий и поиск путей повышения эффективности процесса обучения курсантов и студентов в вузах МЧС России на основе постановки комплексных расчетно-экспериментальных заданий на курсовое проектирование.

В процессе исследования была выдвинута рабочая гипотеза: эффективность курсового проектирования в вузах МЧС России повысится, если:

— задание на курсовое проектирование выдавать в начале процесса изучения данной дисциплины, при этом некоторые численные значения должны быть получены в ходе выполнения лабораторных экспериментов;

— процесс курсового проектирования распределить на легко контролируемые этапы в течение всего периода изучения данной дисциплины, причем защита курсовых проектов и курсовых работ должна также производиться поэтапно.

Цель исследования и сформулированная рабочая гипотеза обусловили следующие задачи:

1. Проанализировать возможности уже существующего отечественного и зарубежного опыта использования современных педагогических технологий в учебном процессе вузов МЧС России при очной форме обучения на этапе курсового проектирования.

2. Сформулировать и обосновать психолого-дидактические требования к тематике и составу необходимых учебно-методических материалов для поддержки курсового проектирования с учетом возможностей лабораторной базы и существующего программного обеспечения проведения виртуальных экспериментов.

3. Сформировать необходимые комплекты методической документации и соответствующего программно-компьютерного сопровождения учебного процесса Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России при внедрении новых технологий организации курсового проектирования по дисциплине «Теплотехника».

4. Подтвердить экспериментально эффективность использования комплексных расчетно-экспериментальных заданий на курсовое проектирование в учебном процессе Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России.

5. Дать оценку возможности распространения разработанных технологий, применяющихся при курсовом проектировании применительно к специфике учебного процесса со слушателями и студентами заочной и дистанционной форм обучения.

Методологической основой исследования явились:

— философские, психологические и педагогические концепции познавательной деятельности обучаемых при самостоятельной работе над учебным материалом (В.П. Беспалько, А. Е. Болотин, В. П. Давыдов, Т. А. Ильина, Н. В. Кузьмина, Н. Ф. Талызина, В. А. Якунин и др.);

— дидактические и психологические закономерности в учебном процессе (Ю.Г. Баскин, Н. Г. Винокурова, П. Я. Гальперин, A.A. Грешных, О. Ю. Ефремов, Ю. Н. Кулюткин, C.B. Литвиненко, Я. А. Пономарев, В. Н. Пушкин, JI.C. Узун, В. А. Щеголев и др.);

— применение законов кибернетики как наиболее общей теории управления учебным процессом (B.C. Артамонов, А. И. Берг, Н. Винер, В. Д. Никандров, У. К. Ричмонд, И. Столуров и др.).

— системный подход в изучении педагогических явлений.

В процессе исследования использовались следующие методы:

1. Определение теоретической основы и разработанности проблемы исследования посредством анализа психолого-педагогической, методической и технической литературы.

2. Контент-анализ учебно-методической литературы и планирующей документации дисциплин инженерного и специального циклов, разработанных для организации курсового проектирования.

3. Программная проработка необходимых функций компонентов виртуальной теплотехнической лаборатории.

4. Педагогические наблюдения за самостоятельной работой курсантов и студентов с компонентами виртуальной теплотехнической лаборатории на этапе получения задания на курсовое проектирование.

5. Педагогический анализ содержания курсовых проектов и устных ответов курсантов и студентов при их защите, статистическая и качественная обработка результатов.

6. Свободное интервью и анкетный опрос курсантов и студентов, преподавателей и экспертов, анализ результатов опроса и бесед.

7. Запись на носители параметров обращений курсантов к опциям виртуальной теплотехнической лаборатории.

8. Анализ экспертных оценок методических материалов и разработанных при подготовке эксперимента программных продуктов.

9. Констатирующий и формирующий педагогический эксперимент.

Логика исследования:

Исследование проводилось в три взаимосвязанных этапа в период с 2009 по 2012 годы.

На первом этапе (2009;2010 гг.) проводилось изучение педагогической, психологической, методической и технической литературы по исследуемой проблеме, производилось теоретическое обоснование темы и определение задачи проводимого исследования, сформулирована рабочая гипотеза исследования.

На втором этапе (2010;2011 гг.) в теоретическом плане было проведено уточнение гипотезы исследования, структуирование связей между компонентами предлагаемого программного продукта и методическим обеспечением. Практический аспект исследования состоял в разработке программы и проведении констатирующего и формирующего экспериментов, была проведена программная реализация бета-версии виртуальной теплотехнической лаборатории.

На третьем этапе (2011;2012 гг.) в теоретическом плане произведено уточнение и доработка предлагаемых условий эффективного использования комплексных расчетно-экспериментальных заданий на курсовое проектирование. В практическом плане — проведение контрольного измерения эффективности использования виртуальной теплотехнической лаборатории для получения исходных данных на курсовое проектирование, а так же программная реализация уточненных версий программного продукта.

На заключительном этапе был проведен теоретический анализ результатов исследования и оформление диссертационной работы.

На защиту выносится:

— способ увеличения числа выполняемых курсантами и студентами курсовых проектов в ходе обучения за счет выдачи задания на курсовое проектирование уже на начальном этапе изучения данной дисциплины и тем самым перенесения начала процесса курсового проектирования на 3−4 семестры;

— авторская система принципов формирования задания на курсовое проектирование, которая предполагает, что часть начальных данных задания курсанты и студенты должны получить самостоятельно в ходе выполнения лабораторных экспериментов, а так же предусматривающая поэтапное выполнение этого задания по мере освоения нового учебного материала данной учебной дисциплины;

— процедура поэтапной защиты результатов курсового проектирования по мере выполнения задания, при которой производится оценка качества выполнения каждого этапа и которая предполагает учет соблюдения графика работы над курсовым проектом, а итоговая оценка курсового проекта носит накопительный характер.

Научная новизна исследования состоит в том, что:

1. Разработана структура задания на курсовое проектирование, предусматривающая получение части начальных данных при выполнении курсантами и студентами лабораторных экспериментов.

2. Определена процедура поэтапной защиты курсовых проектов применительно к задачам обеспечения эффективной и ритмичной самостоятельной работы курсантов и студентов очной формы обучения.

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что сформулирована система принципов формирования тематики курсового проектирования применительно к учебному процессу в вузах МЧС России.

Практическая значимость исследования состоит в том, что:

1. На основании сформулированных в ходе диссертационного исследования психолого-дидактических требований разработан комплект учебно-методических материалов для самостоятельной работы курсантов и студентов над курсовым проектом по дисциплине «Теплотехника».

2. В педагогическую практику Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России внедрена виртуальная теплотехническая лаборатория, поддерживающая получение начальных условий задания на курсовое проектирование по дисциплине «Теплотехника».

3. Методические и программные разработки, полученные при создании виртуальной теплотехнической лаборатории были использованы при создании технических заданий на виртуальные лаборатории для других учебных предметов вуза: «Электроника и пожарная автоматика», «Электротехника и электроника».

Достоверность научных положений, полученных результатов и обоснованность рекомендаций обеспечивалась:

— выбором проверенных на практике и теоретически обоснованных показателей эффективности разработанного программного продукта как инструментария для выдачи задания на курсовое проектирование;

— длительностью (более 2-х лет) эксперимента, участием независимых экспертов в измерении остаточных знаний экспериментальной и контрольной групп;

— применением методов математической статистики и возможностей современного информационного инструментария при сборе и обработке данных, полученных в ходе эксперимента;

— согласованностью прогнозов, сформулированных в ходе исследования и достижений педагогического опыта высших учебных заведений, а так же личным опытом преподавания.

Отличие результатов диссертационной работы от результатов, полученных другими авторами, заключается в том, что:

— найден способ увеличения числа выполняемых курсантами и студентами курсовых проектов в ходе обучения за счет выдачи задания на курсовое проектирование уже на начальном этапе изучения данной дисциплины;

— сформулирована авторская система принципов формирования задания на курсовое проектирование, которая предполагает, что часть начальных данных задания курсанты и студенты должны получить самостоятельно в ходе выполнения лабораторных экспериментов;

— сформирована процедура поэтапной защиты результатов курсового проектирования по мере выполнения задания, при которой производится оценка качества выполнения каждого этапа.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на международной научно-практической конференции на 6 международной научно-практической конференции «Подготовка кадров в системе предупреждения последствий чрезвычайных ситуаций», (СПб. СПбУ ГПС МЧС России, 2007 г.).

Внедрение результатов исследования осуществлялось непосредственно в ходе формирующего эксперимента в Санкт-Петербургском университете Государственной противопожарной службы МЧС России. Разработанный автором программный продукт был рекомендован к использованию в учебном процессе кафедры физики и теплотехники с курсантами и студентами очной формы обучения.

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВЫВОДЫ.

На основании проведенных исследований установлено следующее:

1. Изучение отечественного и зарубежного опыта позволяет сделать вывод, что использование современных педагогических технологий в учебном процессе на этапе курсового проектирования позволяет повысить качество обучения в вузах МЧС России.

2. Требования к тематике расчетно-экспериментальных заданий на курсовое проектирование применительно к особенностям обучения в вузе МЧС России предусматривают:

— постановку четких, реализуемых и контролируемых целей и задач курсового проектирования;

— уравновешивание противоречащих между собой требований по времени, стоимости, качеству, рискам и содержанию реализации технических задач курсового проектированияя ?1.

— определение планов и подходов, в соответствии с мнением и ожиданиями различных участников курсового проектирования (исполнителя и руководителя курсового проектирования;

— максимальное приближение к будущей практической деятельности обучаемых в вузе МЧС России, при этом тему курсового проекта желательно согласовывать с предстоящей практикой, проводимой на базе комплектующего органа;

— возможность осуществление эффективного поэтапного контроля самостоятельной работы над курсовым проектом со стороны руководителя;

— поддержку числа вариантов не менее числа обучающихся по данной специальности в вузе, что является необходимым условием эффективного функционирования виртуальной библиотеки курсовых проектов.

3. Использование сформированного комплекта методической документации и соответствующего программно-компьютерного сопровождения учебного процесса Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России показало свою эффективность при внедрении новых технологий организации курсового проектирования по дисциплине «Основы теплотехники».

4. Экспериментально доказана эффективность использования комплексных расчетно-экспериментальных заданий на курсовое проектирование в учебном процессе Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России.

5. Представляется перспективным распространения разработанных технологий, применяющихся при курсовом проектировании применительно к специфике учебного процесса со слушателями и студентами заочной и дистанционной форм обучения.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. Предусмотреть освоение методики использования виртуальных технологий моделирования при постановке задач на курсовое проектирование в учебном процессе при проведении мероприятий организационно-методического характера, нацеленных на повышение квалификации профессорско-преподавательского состава.

2. Для предупреждения возможного дублирования, тематику заданий на курсового проектирование по учебным дисциплинам, имеющих соответствующие межпредметные связи, необходимо согласовывать в ходе межкафедральных семинаров и совещаний.

3. При создании электронной библиотеки на сервере учебного заведения необходимо сформировать специальный раздел для хранения программных комплексов виртуальных лабораторий и сопроводительной учебной документации по различным учебным дисциплинам с возможностью их доступа пользователями учебного заведения.