Главная » 2014 » Сентябрь » 30 » Методологические подходы к внедрению информационных технологий в экологическое образование при подготовке специалистов геологического
23:41
Методологические подходы к внедрению информационных технологий в экологическое образование при подготовке специалистов геологического
Методологические подходы к внедрению информационных технологий в экологическое образование при подготовке специалистов геологического профиля
Диссертация
Автор: Антипова, Алена Николаевна
Название: Методологические подходы к внедрению информационных технологий в экологическое образование при подготовке специалистов геологического профиля
Справка: Антипова, Алена Николаевна. Методологические подходы к внедрению информационных технологий в экологическое образование при подготовке специалистов геологического профиля : диссертация кандидата геолого-минералогических наук : 25.00.36 / Антипова Алена Николаевна; [Место защиты: Ур. гос. гор. ун-т] - Тюмень, 2008 - Количество страниц: 208 с. ил. Тюмень, 2008 208 c. :
Объем: 208 стр.
Информация: Тюмень, 2008
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 НЕПРЕРЫВНОЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
НЭО) - ПРОБЛЕМЫ, СТРАТЕГИЯ, ТАКТИКА, ПУТИ РЕШЕНИЯ
11 Проблемы геоэкологии Урала и Тюменской области
12 Формирование и состояние непрерывного экологического образования в России
13 Педагогические аспекты в системе непрерывного экологического образования
14 Непрерывное экологическое образование в подготовке инженеров - геологов нефтегазового профиля в техническом ВУЗе
ГЛАВА 2 ИННОВАЦИОННЫЕ ПОДХОДЫ К ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ ОБРАЗОВАНИЮ В ТЕХНИЧЕСКИХ ВЫСШИХ
УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЯХ
21 Виды обеспечения экологического образования
22 Информационные технологии в образовании
Дистанционное образование - одна из прогрессивных форм обучения
23 Специфика использования информационных технологий в экологическом образовании
24 Обзор используемых информационных технологий в экологическом образовании России
ГЛАВА 3 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
31 Концепция и программа непрерывного экологического образования
32 Краткая характеристика региона, объектов, периода, объема, контингентов и методов исследования
321 Тюменская область — регион активного освоения природных ресурсов
322 Система непрерывного экологического образования в Тюменской области
323 Объекты исследования - программы образовательного процесса высшего образования
ГЛАВА 4 СОСТОЯНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ В ТЕХНИЧЕСКОМ ВУЗЕ (НА ПРИМЕРЕ ТЮМЕНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО НЕФТЕГАЗОВОГО УНИВЕРСИТЕТА)
41 Программное обеспечение экологических дисциплин геологических специальностей (в рамках стандартов ГОС)
42 Специфика подготовки инженеров-геологов по специальности «Гидрогеология и инженерная геология» в ТюмГНГУ
43 Разработка и использование методологических программ для формирования экологического мировоззрения у студентов технического
431 Разработка методики многоуровневой экологической подготовки специалистов различной профессиональной деятельности
432 Модель экологического обучения
4321 Модель обучаемого в экологическом образовании
4322 Представление модели обучаемого
4323 Математическое описание модели обучаемого
433 Модель представления знаний в экологическом образовании
44 Выполнение работ экологической направленности во время практических и лабораторных занятий в ТюмГНГУ
441 Инновационные технологии на этапе высшего профессионального образования (в учебном процессе ТюмГНГУ)
442 Электронные учебно-методические комплексы
443 Особенности проведения виртуальных лабораторных практикумов на лабораторных и практических занятиях
444 Тестовый контроль в повышении качества оценки уровня знаний
445 Использование тестового контроля в учебном процессе ВУЗа
ГЛАВА 5 РЕАЛИЗАЦИЯ МОДЕЛИ ДИСТАНЦИОННЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ НА ПРИМЕРЕ СПЕЦИАЛЬНОСТИ «ГИДРОГЕОЛОГИЯ И ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ» В ТЮМГНГУ
51 Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Геокриология»
52 Виртуальные комплексы лабораторных работ по дисциплинам «Механика грунтов» и «Инженерная геология»
53 Модуль оценки качественных показателей тестовых материалов (На примере анализа результатов тестирования по дисциплине
Инженерная геология»)
53 Пути совершенствования и развития экологического образования
Введение:
В настоящее время ни одна из сфер деятельности человека не обходится без информационных технологий. Особая роль при этом отводится использованию их в учебном процессе, что позволяет осуществить новые подходы, адаптированные к быстро меняющимся условиям в педагогической деятельности: новые способы представления знаний и информации, возможность моделирования исследуемых объектов, процессов и явлений и т.д.
Развитие научно-технического прогресса усилило пагубное влияние современного человека на окружающую среду и его здоровье, что привело к масштабному кризису, приобретающему все более глобальный характер. Обострение экологической обстановки характерно для всей планеты, но наиболее глубокий экологический кризис в настоящее время существует в России. Из государственного доклада "О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2004 году" следует, что нет ни одной отрасли жизнеобеспечения населения нашей страны, которую не затронули проблемы высоких экологических показателей по степени загрязнения воздуха и водных ресурсов, почв и увеличения потребления ресурсов, состояние флоры и фауны и т. д. Такая ситуация в России вызвана прежде всего ускорением рыночных отношений, которые привели к изменениям в обществе и, следовательно, к духовной и материальной угрозе. Особо остро наблюдается разрушительное воздействие в северных районах, где осуществляется усиленная добыча природных ресурсов.
Это определило актуальность проблем исследования геоэкологии Урала, Сибири и Крайнего Севера, обусловленных развитием экзогенных процессов в районах активного освоения природных ресурсов. Геоэкология охватывает многообразные аспекты взаимодействия природы и общества. Основная ее задача - изучение экологических аспектов природопользования и вопросов взаимоотношения человека и природы.
Незнание специфики природы региона, ее особой чувствительности к внешним воздействиям нередко приводит к совершению профессиональных ошибок, ведущих к негативным последствиям. Поэтому необходимо учитывать особенности технической деятельности человека, возникающие при проектировании, сооружении, реконструкции и эксплуатации нефтегазовых объектов: геокриологическое загрязнение почв, нарушение структуры земляного покрова, уничтожение поверхностных покровов, особенно мхов, медленное восстановление растительности, таяние мерзлого слоя, являющиеся предпосылкой глобального потепления климата [27].
Одним из таких путей разрешения глобальных экологических изменений стала идея устойчивого развития, направленная на сохранение равновесия между природой и обществом. Активное распространение идей устойчивого развития в России, как и в других странах мира, началось после Конференции ООН по окружающей среде и развитию, состоявшейся в Рио-де-Жанейро в июне 1992 г [35]. Данная концепция предполагала выбор каждым государством своей стратегии перехода к устойчивому развитию. Одобрением проекта Государственной стратегии устойчивого развития Российской Федерации Россия присоединилась к всеобщему движению. Однако, темпы перехода оказались намного медленнее, чем ожидалось, что еще больше усугубило кризисную ситуацию [123].
Выходом из кризиса является постановка перед человеком задач, направленных не только на решение и предотвращение экологических проблем, но и на существенный сдвиг в общественном сознании личности, через изменение его системы ценностей, формирование экологической культуры населения. Такие изменения требуют, в первую очередь, определенных знаний, умений и навыков в соответствующей отрасли.
Большую роль в передаче и приобретении знаний играет образование, как процесс формирования профессиональных знаний, умений и навыков.
Экология имеет свою специфику и играет существенную роль при изучении различных дисциплин, так как экологические аспекты присутствуют практических во всех областях исследования и поэтому она должна стать неотъемлемой частью подготовки специалиста любого профиля. Такая подготовка должна осуществляться непрерывно, на протяжении всей жизни человека, начиная с его раннего детства.
Для этого необходимо духовное обучение, позволяющее формировать ценностные компоненты. Оно изменяется в зависимости от направления приложения знаний, характеризующих изменение условий, психологических особенностей и т.д. Обучение идет наряду с воспитанием человека, в процессе которого формируется экологическое мировоззрение. С развитием техносферы, с предъявлением требований к новой личности возникает новая форма познания - просвещение. Все перечисленные направления характеризуют систему непрерывного экологического образования.
Основным недостатком современного технического образования является низкий уровень сквозной экологической составляющей в образовательных программах вузов [99, 131]. До сих пор подготовка специалистов для нефтегазовой отрасли ведется на предметном, а не на комплексном подходе [28]. В большинстве ВУЗов студенты слабо ориентированы на практическую деятельность в области решения экологических проблем и на способность оперативно принимать решения в различных чрезвычайных ситуациях, возникающих на рабочем месте.
Препятствующим фактором в этом направлении является отсутствие современных образовательных и интеллектуальных ресурсов, вызванных состоянием отдельных направлений современной науки.
Анализ основных направлений непрерывного электронного экологического образования выявил следующий ряд противоречий, на решение которых направлено данное исследование:
• отсутствие взаимосвязи между уровнями образования;
• отсутствие учета психолого-педагогических свойств обучаемого (личностных качеств);
• выполнение работ практически на личной инициативе;
• отсутствие единой концепции, собственной стратегии, целевой программы и модели развития экологического образования, учитывающих ее региональные особенности;
• противоречие между потребностью в формировании экологической культуры и потребительским отношением к окружающему миру;
• отсутствие учета возрастных личностных свойств обучаемого на различных этапах обучения и воспитания;
• отсутствие непрерывности и преемственности в образовании;
• отсутствие использования качественных программно-дидактических средств в экологическом образовании.
Всё это определило актуальность проведения настоящей работы. В связи с этим, цель исследования заключается в разработке методологии внедрения информационных технологий в экологическое образование при подготовке специалистов геологического профиля. Целью были определены следующие задачи:
1) проведение анализа и классификация современных информационных систем и тенденций их внедрения в непрерывное экологическое образование для выявления экологического и криологического аспектов в подготовке специалистов геологического профиля нефтегазового направления;
2) определение взаимосвязи применения современных методов, средств и технологий обучения на каждом этапе экологического образования;
3) разработка модели формирования многоуровневой системы непрерывного экологического образования с использованием современных информационных технологий;
4) возможность практической реализации программно-методического обеспечения предложенной модели с внедрением в учебный процесс основных результатов, полученных в ходе исследования.
Объект исследования: многоуровневая система экологического образования.
Предмет исследования: программы подготовки инженеров-геологов нефтегазового профиля.
Методы исследования:
• изучение научно-методической, педагогической и технической литературы по исследуемой проблеме;
• проработка содержания учебных планов специальностей геологического профиля нефтегазового направления на наличие экологических и криологических аспектов;
• исследование математических описаний модели обучаемого;
• разработка программного обеспечения для студентов высших профессиональных образовательных учреждений с целью модернизации экологического образования.
В работе защищаются следующие научные положения:
1) в современных условиях государственной политики в области образования возникает необходимость введения системы многоуровневого экологического образования на основе инновационных технологий при подготовке специалистов геологического профиля нефтегазового направления;
2) система предусматривает применение современных информационных технологий в многоуровневой экологической подготовке с включением следующих моделей:
• информационная модель экологического обучения;
• модель представления знаний в экологическом образовании.
3) реализация моделей предполагает введение в учебный процесс следующих программно-дидактических средств:
• электронного учебно-методического комплекса (по дисциплине геокриологии);
• комплекса виртуальных лабораторных работ (по дисциплинам механики грунтов и инженерной геологии);
• модуля анализа качественных показателей тестов (на примере дисциплины инженерной геологии).
Научная новизна исследования:
• предложены принципы создания программно-методического обеспечения для разработки, использования современных информационных технологий и повышения эффективности экологического образования инженеров - геологов в техническом вузе;
• разработаны информационная модель экологического обучения и модель обучаемого, направленные на формирование научных, практических знаний и ценностных ориентаций экологического сознания обучаемого;
• представлена модель многоуровневой системы экологического образования, которая позволяет определять уровень экологической подготовленности на каждом этапе обучения и осуществлять совершенствование образовательного процесса на разных стадиях обучения для повышения его эффективности;
• реализованы методологические программы и программно-дидактические средства для формирования экологического мировоззрения инженеров-геологов в образовательных учреждения высшего профессионального образования (с получением Актов внедрения).
Практическая значимость. Теоретические исследования завершены созданием методологического и программного обеспечения системы экологического образования:
• представлена методика многоуровневой экологической подготовки специалистов различной профессиональной деятельности (в частности специалистов геологического профиля), включающей: а) модель экологического обучения и ее математическое описание в информационных системах учебного назначения (ИСУН); б) модель формирования знаний в экологическом образовании;
• апробированы и внедрены в учебный процесс технического университета комплексы виртуальных лабораторных работ.
Автором разработаны и внедрены в учебный процесс Тюменского государственного нефтегазового университета (ТюмГНГУ) комплексы виртуальных лабораторных работ по дисциплинам механики грунтов, инженерной геологии - для подготовки специалистов по специальности гидрогеологии и инженерной геологии на кафедре «Криология Земли» Института геологии и геоинформатики, а так же по дисциплине металловедения и трубопроводно-строительных материалов на кафедре «Сооружение и ремонт нефтегазовых объектов».
На разработанные программные средства имеются акты о внедрении данных лабораторных работ в учебный процесс.
Электронный учебно-методический комплекс по геокриологии используется в учебном процессе подготовки студентов по специальности «Гидрогеология и инженерная геология».
Кроме того, разработана и внедрена методика оценки качественных показателей тестовых материалов с целью повышения эффективности определения уровня знаний студентов.
Личный вклад автора заключается в разработке и внедрении:
• методики многоуровневой экологической подготовки специалистов различной профессиональной деятельности технического (в данном случае, геологического) профиля, включающей:
• информационную модель экологического обучения;
• модель представления знаний в экологическом образовании;
• модель оценки качественных показателей тестовых материалов с целью повышения эффективности оценки уровня знаний (на примере дисциплины «Инженерная геология»);
• комплексов виртуальных лабораторных работ по дисциплинам:
• «Механика грунтов»;
• «Инженерная геология».
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на X международной выставке «Нефть и газ» (2003 г., Тюмень), региональной научно-методической конференции «Управление качеством образования» (2003 г., Тюмень), межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные проблемы непрерывного технологического образования» (2003 г., Шадринск), научно-технической конференции «Новые информационные технологии в нефтегазовой промышленности и энергетике» (2003г., Тюмень), Всероссийском форуме «Образовательная среда -2004»: - Инновационные технологии в образовании» (2004 г., Москва), Всероссийском форуме «Образовательная среда - 2005» - Методы повышения уровня знаний» (2005 г., Москва), Всероссийской научно-методической конференции «Инновационные методы и средства оценки качества образования» (2006 г., Москва), Всероссийском научно-техническом семинаре «Некрасовские чтения - 2008 г.» (2008 г., Тюмень), Международной научной конференции «Европейская интеграция высшего образования» (2008 г., Бечичи, Черногория).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликованы 22 работы, отражающие основные результаты исследований, в том числе две статьи в журнале, рекомендованные ВАК:
1. Антипова А.Н., Кочурова В.В., Курчатова А.Н., Бойцов А.А.
Многоуровневая система экологической подготовки студентов нефтегазового профиля. - Омский научный вестник.-2007.-№1 (52).- С. 122-127 - (Статья поступила в редакцию 03.11.06 г.).
2. Квашнина С.И., Антипова А.Н. Введение инновационных технологий в систему экологического образования для подготовки специалистов нефтегазового профиля. — Управление качеством в нефтегазовом комплексе. - 2008. - №2. - С. 23-27.
3. Квашнина С.И., Антипова А.Н. Специфика изучения проблем геоэкологии студентами ТюмГНГУ - В конце октября 2008 г. выйдет в печать статья в журнале «Естественные и технические науки». — Издательство «Спутник +».
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы (159 наименований) и 4-х приложений. Основное содержание диссертационной работы изложено на 175 страницах машинописного текста, иллюстрированного 8 таблицами и 45 рисунками.
