Теоретико-методические основы формирования профессионально- математической компетентности будущих инженеров безопасности технологических процессов и производств

кой области: сб. ст. и выступлений. Елец, 2006. С. 13.

Поступила в редакцию 14.12.2007 г.

Belozertseva E.V. Pedagogics and global studies. In the article interrelation of pedagogics and global studies investigating the origin, manifestation and ways of decision of global problems is substantiated.

Keywords: global studies, pedagogics, instability, modern person.

ТЕОРЕТИКО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ БУДУЩИХ ИНЖЕНЕРОВ БЕЗОПАСНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПРОИЗВОДСТВ

Г.И. Илларионова, Н.И. Никитина

В этой статье раскрыты сущность и структура понятия «профессионально -математическая компетентность» инженеров в сфере безопасности технических процессов и производств; обоснована модель формирования этой компетентности будущих инженеров в течение периода обучения в вузе; также рассмотрены принципы, условия и механизмы реализации данной модели.

Ключевые слова: профессионально-математическая компетентность, будущий инженер, безопасность технических процессов и производств.

Деятельность человека в производственной сфере практически всегда связана с наличием риска, опасности для его здоровья и окружающей среды. По данным статистики, в последние годы отмечен рост чрезвычайных ситуаций техногенного характера, связанных с авариями на промышленных производствах, остается достаточно высокой аварийность на предприятиях химической, нефтеперерабатывающей, химико-фармацевтической и других отраслей промышленности. Основными причинами роста техногенных аварий являются: физический и моральный износ значительной части основных производственных фондов; падение технологической и производственной дисциплины; ошибки персонала; несоответствие применяемых технологий современным требованиям. Проблема предотвращения аварий на опасных производствах является чрезвычайно 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.

Современный уровень организации и управления производством выдвигает принципиально новые требования к разработке подходов обеспечения безопасности технологических процессов, базирующихся на ис-

пользовании информационных технологий и интеллектуальных средств поддержки и принятия решений по прогнозированию и оценке тяжести последствий аварий, по оперативному управлению аварийными ситуациями, связанными с функционированием опасных промышленных объектов.

В настоящее время используются два основных подхода к решению проблемы создания безопасных промышленных производств: технологический и информационно-управляющий. Технологический подход состоит в разработке экологически безопасных высоконадежных производств с использованием интеллектуальных систем автоматизированного проектирования. На этапе реализации данный подход обеспечивается путем обязательной государственной сертификации производственных объектов и аттестации рабочих мест. Информационно-управляющий подход состоит в разработке высоконадежных средств измерения и автоматизации, во внедрении автоматизированных систем, построенных на принципах искусственного интеллекта. На практике этот подход обеспечивается путем создания интеллектуальных автоматизированных систем: диагностики

неисправностей и прогнозирования аварийных состояний; управления эксплуатационной надежностью.

Для реализации вышеназванных подходов в деятельности инженера по безопасности технологических процессов и производств он должен обладать профессионально-математической и информационно-компьютерной компетентностями.

Традиционно профессиональная подготовка будущих специалистов по безопасности технологических процессов и производств заключалась в изучении студентами теоретических основ производственной безопасности, охраны труда и защиты в чрезвычайных ситуациях, в приобретении ими практических навыков в этой области. Большое внимание уделялось изучению вопросов надежности оборудования и систем управления химико-технологическими процессами и производствами. Однако современный инженер безопасности технологических процессов наряду с традиционной системой знаний и навыков в сфере производственной безопасности должен обладать и профессионально-математической компетентностью.

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 профессиональной деятельности.

В науке накоплен определенный потенциал для решения теоретико-прикладных задач, связанных с проблемой формирования профессионально-математической компе-

тентности специалистов по безопасности технологических процессов и производств. Теоретические основы профессиографиче-

ского 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. Коляги-на, Г.Л. Луканкина рассмотрена проблема профессионально-ориентированной математической подготовки специалистов различного профиля в вузе. Вопросы профессиональной подготовки инженеров по безопасности технологических процессов и производств отражены в трудах В.А. Давыденко, И.В. Егорова П.П. Кукина, В.Л. Лапина, Н.Л. Пономарева. 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.

Сложились противоречия: между квалификационными требованиями к математической подготовленности современного инженера по безопасности технологических процессов - и недостаточностью научно-методического обеспечения образовательного процесса вуза технологиями профессионально-прикладной математической подготовки будущих специалистов; между государственным заказом (интенсивно развивающаяся инфраструктура интегрированных автоматизированных систем и центров управления охраной труда и промышленной безопасностью на предприятии, экологических лабораторий промышленных производств) на подготовку инженера, способного использовать математический аппарат в профессиональной деятельности, - и содержательно-технологическим обеспечением практико-ориентиро-ванного математического образования будущих специалистов в вузе.

Профессионально-математическая компетентность инженера по безопасности технологических процессов является одним из важных условий успешной адаптации специалиста в профессии, а также фактором высокой результативности его труда в рамках нормативно-правовых требований производственной и природоохранной деятельности. Эффективность формирования профессионально-математической компетентности бу-

дущего инженера в вузе может быть существенно повышена, если: содержательно-

технологическое обеспечение вузовской математической подготовки отражает требования квалификационных характеристик и региональной специфики работы инженера в различных сферах обеспечения безопасности жизнедеятельности в техносфере; реализованы механизмы интеграции естественнонаучной, математической, нормативно-правовой, специально-инженерной, экологической подготовки студентов, направленные на формирование различных компонентов профессионально-математической компетентности будущего специалиста; обеспечено единство профессионально -прикладной математиче -

ской теории и практики, реализуемое в вариативных формах учебной и внеучебной деятельности студентов.

Определяя содержание понятия «профессиональная компетентность», авторы акцентируют разные его аспекты: сформиро-ванность соответствующих навыков и умений (В.Я. Якунин); способность субъекта к актуальному и качественному выполнению профессиональной деятельности (Д. Кли-ланд); готовность специалиста решать профессиональные задачи (Ю.П. Поваренков); системное личностное образование, причинно связанное с критериями эффективного действия в профессиональных ситуациях (И.1. МкаЬПе); качественная характеристика личности специалиста, отражающая способность квалифицированно выполнять задачи трудовой деятельности в соответствии с функциональными требованиями (И. А. Зимняя).

Проведенный категориальный анализ понятий «профессиональная компетентность специалиста» (Э.Ф. Зеер, А.К. Маркова и др.) и «математическая компетентность» (Г.Л. Лу-канкин, Ю.М. Колягин и др.) позволил сформулировать следующее определение: профессионально-математическая компетент-

ность инженера по безопасности технологических процессов - это системно-личностное образование специалиста, отражающее единство его теоретико-прикладной подготовленности и практической способности приме -нять математический инструментарий для решения задач производственной и природоохранной деятельности.

Профессионально-математическая компетентность инженера по безопасности тех-

нологических 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 в практико-целевое (прикладное) состояние. Базисным фундаментом профессиональноматематической 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.

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 неукоснительное выполнение предписаний правовых норм санитар -но-гигиенического обеспечения жизнедеятельности человека и природопользования; овладение системой профессионально-прикладных математических знаний и умений.

Модель процесса формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера в вузе включает взаимосвязь и взаимозависимость модулей: функционально-целевого, процессуально-методологического, 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 интеграции достижений математической науки, профессионально-инженерного образования и практики природоохранной деятельности; принцип единства и преемственности естественнонаучной, нормативно-правовой, специально-инженерной, психолого-педагоги-ческой, экологической подготовки; принцип функциональности профессионально-математического образования будущего инжене-

ра, формирующий систему профессионально-прикладных компетенций в соответствии с квалификационными требованиями, функционалом специалиста; принцип прогно-стичности, опережающего характера профессионально-математической подготовки

будущего инженера в контексте эволюции компьютерных технологий обеспечения безопасности жизнедеятельности в техно -сфере.

Приведем краткую характеристику некоторых модулей модели формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера в вузе. Содержательно-проблемный модуль отражает комплекс дидактических единиц, проблемносмысловых конструктов профессиональноориентированной 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; основные алгебраические структуры, векторные пространства и линейные отображения; аналитическая геометрия, дифференциальная геометрия кривых поверхностей, элементы топологии; дифференциальное и интегральное исчисление, аналитическое и численное решения основных уравнений математической физики; элементы теории функций и функционального анализа, теория функций комплексного переменного; теория вероятности и математическая статистика: элементарная теория вероятности, математические основы теории вероятностей, модели случайных процессов, математические модели непрерывных и дискретных линейных объектов и систем; методы анализа устойчивости линейных объектов и систем: корневые, частотные и алгебраические методы для непрерывного и дискретного времени; критерии абсолютной устойчивости систем; проверка гипотез, статистические методы обработки данных.

Организационно-технологический мо-

дуль включает совокупность профессионально-образовательных технологий: контекстноприкладные (формируют навыки трудовой деятельности инженера по обеспечению безопасности техносферы на основе освоения алгоритмов решения конкретных про-

фессиональных задач); интегративно-модульные (обеспечивают межпредметные связи, формирование и развитие системы междисциплинарных профессиональных знаний, умений, компетенций инженера); интерактивные (обеспечивают диалогическую основу учебно-профессионального взаимодействия студентов и преподавателей); проектные (стимулируют учебно-познавательную активность, формируют культуру самообразовательной деятельности; навыки работы в команде).

Теоретико-прикладной базис реализации модели включает в себя: систему профессионально-ориентированных факультативов,

элективных курсов 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, экологических лабораторий 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 выполнения 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 «Математическая физика», «Математика и безопасность технологических процессов». Эффективность реализации модели формирования профессионально-математической компе-

тентности будущего инженера обеспечивается комплексом научно-методического сопровождения, включающего совокупность различных видов проектных и эвристических технологий профессионально-ориентированного математического образования; систему средств, форм, методов профессиональноприкладного контекстного обучения буду-

щих специалистов; мониторинг профессионально-личностного роста и динамики сфор-мированности уровня профессиональных компетенций будущего инженера.

Комплекс организационно-педагогических условий, обеспечивающих эффективность формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера в вузе включает в себя: профессиональноматематическую практико-ориентированную компетентность профессорско-преподава-

тельского состава; реализацию структурнологических межпредметных связей; приоритетность проблемно-деятельностных, проектно-исследовательских, интегративно-модульных профессионально-образовательных технологий; деятельность имитационно-компьютерной лаборатории (виртуальный «тренажер» профессиональной деятельности инженера по предупреждению и ликвидации техногенных аварий); самообразовательная деятельность студентов в сфере прикладной математики; кумулятивность взаимодействия вариативных форм внеаудиторной учебной профессионально-практической и научноисследовательской работы по применению технологий математической физики, экологической математики, компьютерных технологий.

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 (характеризуется базовыми математическими знаниями; умением перевести прикладную задачу профессиональной деятельности инженера на математический язык и др.); профессионально-адаптивный (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 профессио-

нальных задач с применением прикладных математических технологий); профессионально-технологический (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 (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 (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-прогнос-тической, 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-матема-

тической 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.

Поступила в редакцию 14.12.2007 г.

Illarionova G.I., Nikitina N.I. Theoretical and methodical bases of forming professional-mathematical competence of future engineers in the sphere of safety of technical processes and productions. In this article are disclosed

the essence and the structure of definition «professional-mathematical competence» of engineers in the sphere of safety of technical processes and productions; proved the model of forming this competence of future engineers during the period of studying at a university; also considered

the principles, conditions and mechanisms of the model’s realization.

Key words: professional-mathematical competence, future engineer, safety of technical processes and productions, model.

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ПРИКЛАДНОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВЛЕННОСТИ БУДУЩИХ ЭКОНОМИСТОВ В ВУЗЕ

Е.Ю. Напеденина, Н.И. Никитина

В статье анализируется сущность и структура определения «профессионально-практическая математическая подготовка экономистов»; обосновывается система профессионально-математической компетентности экономистов и модель ее формирования в течение обучения будущих специалистов в вузе; рассматриваются механизмы, условия реализации этой модели в реальном образовательном процессе в вузе.

Ключевые слова: профессионально-практическая математическая подготовка, экономист, компетентность, модель.

В современных условиях интенсивного развития финансово-кредитной сферы жизнедеятельности постиндустриального общества профессиональная компетентность экономиста, его конкурентоспособность на рынке труда зависят от многих факторов, вт. ч. и от того, насколько специалист владеет практическими умениями и навыками экономикоматематического моделирования, может использовать в своей профессиональной деятельности информационно-компьютерные

технологии.

Математическое образование является одним из базовых элементов системы профессиональной подготовки в вузе будущих экономистов. Для студентов экономических специальностей математика является не только учебной дисциплиной, но и профессиональным инструментом анализа, организации, управления финансово-экономических процессов.

Действующий в настоящее время Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования специальности 060400 «Финансы и кредит» определяет высокие требования к содержанию и уровню профессионально-математической подготовленности выпускника вуза (экономиста). В частности, в соответствии с указанным ГОСТом на учебную дисциплину «Математика» отведено 600 часов.

При формулировании целей изучения в вузе студентами экономических специальностей предмета «Математика» необходимо не только определить систему математических знаний и умений, которой должен овладеть будущий специалист, но и типы профессионально-ориентированных прикладных задач, которые он должен уметь решать с использованием математического инструментария, обобщенные навыки продуктивного владения математическим аппаратом, способствующие овладению в вузе специальными дисциплинами («Основы аудита», «Эконометрика», «Статистика», «Налоги и налогообложение», «Актуарные расчеты», «Инвестиции», «Моделирование рынка ценных бумаг» и др.), а в дальнейшем и профессиональной деятельностью в целом.

В ГОСТе подчеркивается, что дипломированный специалист (экономист) должен уметь: использовать математические и компьютерные технологии для обработки финансово-экономической информации; строить и использовать экономико-математические модели для описания, проектирования, оценки рисков различных явлений и процессов в финансовой сфере; решать нестандартные задачи, прогнозировать экономические процессы в сфере денежных, финансовых и кредитных отношений. В решении данных задач важную роль играют сформированные у специалиста в период