Информационные образовательные технологии при подготовке горных инженеров-строителей

- © Б.А. Картозия, 2014

УДК 004.9:378:69.035.4

Б.А. Картозия

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИ ПОДГОТОВКЕ ГОРНЫХ ИНЖЕНЕРОВ-СТРОИТЕЛЕЙ

Рассматривает актуальные вопросы дальнейшего совершенствования инженерной полготовки и, в частности, проблему внедрения в учебный процесс современных информационных технологий. Проанализированы результаты внедрения экспериментального мультимедийного курса «Основы освоения подземного пространства» при подготовке горных инженеров-строителей в МГГУ.

Ключевые слова: освоение подземного пространства, мультимедиа, информационные технологии, горные инженеры.

Зффективное и безопасное решение проблемы освоения подземного пространства должно, в том числе, сопровождаться целенаправленной работой по подготовке инженерных кадров.

Объектами профессиональной деятельности инженеров по специализации 130406 «Шахтное и подземное строительство» являются: угольные шахты, рудники, карьеры, подземные сооружения различного функционального назначения: тоннели, метрополитены, хранилища, ГЭС и АЭС, городские подземные инженерные сооружения и другие объекты, связанные с освоением подземного пространства и выполнением сопутствующих общестроительных работ на поверхности Земли. Перечисленные объекты профессиональной деятельности характеризуются сложными и опасными условиями производства работ, связанными с нахождением в замкнутом подземном пространстве, возможностью внезапных проявлений природного происхождения (горные удары, в выбросы газа и пород, подземные пожары, прорывы плывунных пород, воды и т.п.). Кроме того, при освоении подземного пространства в крупных городах в условиях плотной городской застройкой требуются «ювелирные» методы ведения горно-

строительных работ во избежание различных техногенных аварий с окружающими строениями и подземными коммуникациями.

Руководство сложными и опасными горно-технологическими процессами, каковыми являются буровзрывные работы, транспорт горных пород, крепление горных выработок, высочайшая степень ответственности за безопасность труда подземного персонала, требуют особого подхода к формированию специалиста-горняка, при котором независимо от вида деятельности и занимаемой должности он должен обладать не только бульшим объемом технических и организационных компетенций, чем специалист, работающий на поверхности Земли, но и особыми психологическими навыками поведения в подземных условиях, позволяющими в экстремальных случаях принимать единственно правильное решение, основанное на квалифицированном прогнозе реальных последствий от его принятия и готовности нести всю полноту ответственности.

Представляется, что все затронутые вопросы, наряду с компетенциями горного инженера-строителя, установленными Федеральными Государственными образовательными стандартами (ФГОС), должны стать

обязательной составной частью процесса формирования его инженерного мировоззрения.

В данном контексте, «инженерное мировоззрение» понимается как система обобщенных устойчивых взглядов на проблему «Освоение подземного пространства», место, занимаемое в ней горным инженером-строителем, а также обусловленные этими взглядами убеждения, нормы поведения и деятельности. Инженерное мировоззрение формируется на основе, фундаментальных и прикладных технических знаний, а также практического опыта, в том числе, личного.

В высшей горной школе до сегодняшнего дня этому вопросу не уделяется достаточного внимания, о чем свидетельствует отсутствие в учебных планах и программах дисциплин, направленно способствующих формированию инженерного мировоззрения студентов-горняков строительной специальности на их основную профессиональную проблему Освоение подземного пространства. К этому следует добавить, что одним из важнейших требований перехода на новый этап развития отечественной высшей школы является широкое внедрение в учебный процесс информационных образовательных технологий.

Замечание. Это обстоятельство обусловлено, в том числе, большой тягой учащейся молодежи к компьютерным технологиям. Студентам уже скучно слушать монотонные лекции. Срисовывать с доски одномерные схемы, таблицы и т.п. для них полная рутина. В крайнем случае, они их фотографируют на свои айфоны. Объемы и скорость получения информации при традиционных методах ведения занятий сегодня, в XXI веке, недопустимо низки по сравнению с интернетом.

С этой целью, в Московском государственном горном университете на кафедре «Строительство подземных

сооружений и шахт» в 2008 г. был разработан экспериментальный курс «Основы освоения подземного пространства», который в течение двух лет проходил опытную апробацию в качестве «дисциплины по выбору» для студентов специальности 130406 «Шахтное и подземное строительство» и слушателей Института освоения подземного пространства при МГГУ. Данная дисциплина в определенном смысле носит философский оттенок, а ее изложение требует особого методического подхода. В частности, это касается визуальных методов ее сопровождения. Поэтому в 20082009 гг. был разработан пилотный вариант электронного курса, включающего помимо «Конспекта лекций» [1] иллюстративные презентации (слай-дофильмы) и видеофильмы.

С учетом положительных результатов апробации нового курса, в 2010 г. завершена разработка первого полномасштабного мультимедийного курса (комплекта) «Основы освоения подземного пространства» для горных инженеров-строителей [2].

Замечание. По глубокому убеждению автора, не каждая учебная дисциплина нуждается в переводе ее на уровень информационных образовательных технологий. Более того, не каждая дисциплина годится для этого. Кстати, это одна из главных причин выполненной разработки, подвинувшая автора к созданию принципиально новой дисциплины «Основы освоения подземного пространства».

Напомним, что Мультимедиа - это система одновременного использования различных форм представления информации и ее обработки в едином объекте-контейнере. В одном объекте - контейнере может содержаться текстовая, аудиальная, графическая и видеоинформация, а также, способ интерактивного взаимодействия с ней.

Замечание. Часто под мультимедийным курсом ошибочно понимают электронный конспект лекций в сочетании с обычной слайдопрезента-цией.

Разработанный нами мультимедийный курс представляет собой -комбинированное издание-комплект, включающее:

• рабочую программу по дисциплине;

• конспект лекций;

• электронный учебник - навигатор;

• методические указания по изучению курса;

• иллюстрационное приложение на компакт-диске (презентации, видеофильмы);

• справочное приложение на компакт-диске (список литературы, журнальные и энциклопедические статьи);

• тетрадь с контрольные вопросами по разделам дисциплины;

• тетрадь для самостоятельной работы.

Основой такого курса служит «учебник - навигатор», который представляет собой электронную версию обычного учебника (учебного пособия) со встроенной информационной базой, что позволяет управлять процессом изучения материала курса в соответствии с учебной программой, в объеме и последовательности, обеспечивающими наилучший результат по его усвоению. В этом контексте принятый термин «навигатор» обозначает, что данный вид учебника не только обеспечивает учащегося необходимыми знаниям, но и помогает выбрать правильный порядок (маршрут) их получения. В отличие от традиционных учебных изданий на бумажных носителях мультимедийный курс раскрывает перед обучающимся широкие возможности для самостоятельной работы. Он, по существу, одновременно является самоучителем, библиотекой наглядных пособий к изучаемому курсу, консультантом при

его изучении, хрестоматией, рабочей тетрадью, энциклопедией, инструментом для творческой деятельности, позволяет создаватьрефераты, конспекты, доклады, презентации и т.д.

Изучение курса предусмотрено на трех уровнях: ознакомительном (для любознательных), базовом (на уровне основной профессиональной образовательной программы по специализации 130406 «Шахтное и подземное строительство») и высоком, т.е. на уровне обучения в аспирантуре по научной специальности 25.00.22 «Геотехнология (строительная)» (для этого в учебник-навигатор включено приложение «Диссертация»).

Учебник-навигатор может быть использован как на занятиях в аудитории, оборудованной компьютерами, так и в домашних условиях. Достаточно высокая степень мультимедий-ности курса призвана: обеспечить устойчивый интерес к учебе; создать при обучении эффект эмоционального «погружения» в предмет; обеспе-читьхорошее запоминание учебного материала через образное восприятие и эмоциональное воздействие.

Считается, что такой учебник нельзя пролистать, не вникая в суть дела. Благодаря встроенным в курс «Тетради с контрольными вопросами по разделам» для самопроверки и «Тетради для самостоятельной работы», преподаватель имеет возможность постоянно контролировать ход изучения курса, и, при необходимости, корректировать индивидуальный учебный процесс.

Разумеется, что комплект снабжен необходимыми методическими указаниями по использованию содержательной части учебника и его информационной базы.

Замечание: учитывая недостаточный опыт, как преподавания, так и изучения мультимедийных дисциплин, как вынужденное дополнение, к электронному варианту учебника прилага-

ются дублирующий конспект лекций и методические указания на бумажных носителях. По мере накопления необходимого опыта, это приложение станет не обязательным.

Следует отметить, что разработка подобного вида учебной литературы-процесс очень трудоемкий, требующий достаточного количества исполнителей, в том числе специалистов по программированию. Отбор материалов, его систематизация, разработка конспекта лекций, видеопрезентаций, методических указаний требует значительных затрат времени, не компенсируемых действующими нормами оценки труда преподавателя. Это одна из причин, по которой подобная работа не вызывает особого энтузиазма у преподавателей высшей школы. У автора и соисполнителей, разработавших мультимедийный курс «Основы освоения подземного пространства» на это ушло более 2-х лет.

По согласованию с руководством университета экспериментальное внедрение указанного комплекта проводилось в группах четвертого курса специализации «Шахтное и подземное строительство».

Эксперимент проводился по следующей схеме. Основная масса студентов изучала дисциплину по традиционной методике: аудиторные занятия (лекции, семинары) и самостоятельная работа (научное реферирование).

Путем тщательного отбора, из состава групп выделялось шесть студентов, достаточно продвинутых в вопросах компьютерных технологий. Из них два студента изучали дисциплину в составе своих групп, но с использованием пилотного варианта электронного курса, то есть, им помимо «Конспекта лекций» дополнительно (для внеаудиторной самостоятельной работы) передавались иллюстративные презентации (слайдофильмы и видеофильмы).

И, наконец, четверо студентов изучали дисциплину с помощью мультимедийного комплекта без участия преподавателя. С ними проводилась одна установочная лекция и, по необходимости, обеспечивались индивидуальные консультации. За период с 2008 г. обучение в эксперименте участвовали 18 студентов.

Все студенты экспериментальных групп успешно справились с поставленной задачей, практически, не обращаясь к преподавателю за консультациями. При этом, итоговый зачет по дисциплине они сдали на две недели раньше остальных студентов группы, показав отличные знания.

Такой результат во многом определяется большой информационной базой разработанного комплекта: журнальные и энциклопедические статьи - 30 ед., тематические слайдо-презентации - 32 ед., видеофильмы 16 часов, список литературы - 72 наименования. Особую роль, по мнению студентов, играют видеофильмы отражающий мировой опыт строительства уникальных подземных объектов. Передача информации через крупные, преимущественно объемные графические образы, презентации и видеофильмы делает мультимедийный курс существенно более эргономичным по сравнению с традиционным.

Студенты - участники эксперимента, самостоятельно обобщая свой опыт, отмечают эффективность обучения подобным способом, которая, по их мнению, обеспечивается:

• простотой обращения с компьютерной программой учебника-навигатора;

• возможностью самостоятельно планировать график занятий;

• быстродоступностью необходимых информационных материалов;

• возможностью контролировать уровень усвоения знаний на любом этапе изучения дисциплины;

• возможностью оперативного обновления контента дисциплины.

В отдельных деталях, впечатления студентов разные, но вывод единодушен: «Именно так следует учить будущих инженеров в XXI веке».

Предлагаемый курс полезен для проведения промежуточных и итоговых семестровых аттестаций. Особую роль, по мнению автора, он должен

сыграть при подготовке специалистов по заочной форме обучения, в условиях, когда студент большую часть времени оторван от активных занятий в вузе. Представляется, что мультимедийная учебная литература как, неотъемлемый элемент информационных технологий обучения, в ближайшем будущем завоюет прочное место в системе подготовки горных инженеров.

1. Картозия Б.А. Основы освоения подземного пространства. Конспект лекций. М.: Отдел печати, МГГУ, 2009. 183 с.

2. Картозия Б.А., Корчак A.B., Паты-пов Ä.B. и др. Основы освоения подземного

- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

пространства. Учебник-навигатор и методические указания по изучению мультимедийного курса. М.: Отдел печати МГГУ, 2010. 28 с. ЕПЭ

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ_

Картозия Борис Арнольдович - доктор технических наук, профессор, Московский государственный горный университет, е-та11^@тзти.ги.

UDC 004.9:378:69.035.4

INTRODUCTION OF THE INFORMATION TECHNOLOGY BY PREPARATION OF MINING ENGINEERS FOR DEVELOPMENT OF UNDERGROUND SPACE

Kartozija B.A., Doctor of Technical Sciences, Professor, Moscow State Mining University, e-mail:ud@msmu.ru.

Authors consider pressing questions further development of the higher mining school and, in particular, an introduction problem in educational process of a modern information technology.

Key words: development of underground space, multimedia, information technology, mining engineers.

REFERENCES

1. Kartozija B.A. Osnovy osvoenija podzemnogo prostranstva. Konspekt lekcij (Основы освоения подземного пространства. Конспект лекций), Moscow, Otdel pechati, MGGU, 2009, 183 p.

2. Kartozija B.A., Korchak A.V., Latypov D.V. Osnovy osvoenija podzemnogo prostranstva. Uchebnik-navigator i metodicheskie ukazanija po izucheniju mul'timedijnogo kursa (Основы освоения подземного пространства. Учебник-навигатор и методические указания по изучению мультимедийного курса), Moscow, Otdel pechati, MGGU, 2010, 28 p.