Реализация стратегических приоритетов национальной безопасности в проектной деятельности вуза

/52 Civil SecurityTechnology, Vol. 14, 2017, No. 3 (53) УДК 378.147

Реализация стратегических приоритетов национальном безопасности в проектной деятельности вуза

ISSN 1996-8493

© Технологии гражданской безопасности, 2017

В.А. Куклев, Н.Н. Иванская, А.В. Селезнев, В.А. Глушков, В.В. Богданов

Аннотация

Осуществлены (в рамках CDЮ подхода к обучению) проекты по созданию беспилотного летательного аппарата для поисковых работ, получения водородного топлива из водорослей, устранения голода путем получения белка из насекомых. Реализация подобных проектов способствует развитию у обучающихся культуры мышления, коммуникативных навыков, интереса к самостоятельной научно-исследовательской деятельности, формированию у обучающихся компетенций и гражданской позиции, включая обеспечение национальной безопасности.

Ключевые слова: проектная деятельность; CDIO-подход; компетентностный подход; интеграция в образовании; инновации.

Implementing Strategic Priorities of National Security in the Project Activity of University

ISSN 1996-8493

© Civil Security Technology, 2017

V. Kuklev, N. Ivanskaia, A. Seleznev, V. Glushkov, V. Bogdanov

Abstract

Within the framework of the CDIO approach to training, a number of projects have been implemented: a drone for search and rescue, hydrogen fuel from algae, and insect protein as a means against hunger. Participation in such projects helps students improve their culture of thinking, communication skills, broadens their scientific interests, stimulates independent research activities, develops their competences, civic position, including in the field of national security.

Key words: project activity; CDIO initiative; competence-based approach; integration in education; innovations.

Уровень развития цивилизации дает возможность противодействовать многим традиционным опасностям и угрозам природного и социального характера. Однако высокие темпы развития техносферы, усиление социальных противоречий, рост потребления и зависимости от техногенной инфраструктуры становятся причинами аварий и катастроф, зачастую сопоставимыми по последствиям с природными катаклизмами и локальными войнами.

Согласно Стратегии национальной безопасности Российской Федерации (Утверждена указом Президента РФ от 31.12.2015 № 683), национальная безопасность включает оборону страны, государственную, общественную, информационную, экологическую, экономическую, транспортную и энергетическую безопасность, а также безопасность личности. Обеспечение национальных интересов осуществляется посредством реализации стратегических национальных приоритетов, среди которых наука, технологии и образование; здравоохранение; культура; экология живых систем и рациональное природопользование.

Важную роль в обеспечение безопасности страны вносят образовательные учреждения, готовящие профессионалов в области безопасности.

Кафедра поискового и аварийно-спасательного обеспечения полетов и техносферной безопасности (ПАСОПиТБ) Ульяновского института гражданской авиации имени Главного маршала авиации Б. П. Бугаева —единственная в стране, выпускающая бакалавров по направлению подготовки «Аэронавигация», профиль подготовки «Поисковое и аварийно-спасательное обеспечение полетов воздушных судов». Также кафедра выпускает бакалавров по направлению подготовки «Техносферная безопасность», профиль подготовки «Безопасность технологических процессов и производств».

При этом следует опираться на положения Национальной доктрины образования в Российской Федерации (Утверждена Постановлением Правительства Российской Федерации от 4 октября 2000 г. № 751), в которой указано, что в современных условиях необходимо обеспечить «подготовку высококвалифицированных специалистов, способных к профессиональному росту и профессиональной мобильности». Основным объектом профессионального развития и формой реализации творческого потенциала человека в профессиональном труде наряду с профессиональной направленностью и профессиональной гибкостью является профессиональная компетентность. Термин «профессиональная компетентность» широко применяется при определении требований к выпускникам вузов.

Следует придерживаться идеи, что профессиональную компетентность невозможно сформировать в рамках и средствами традиционного объяснительно иллюстративного обучения, ориентированного преимущественно на передачу академических образцов знаний, умений и навыков [4, с. 26].

Действительно, процессы глобализации, изменения во все сферах человеческой деятельности меняют требования к высшему образованию. Одной из самых главных тенденций развития высшего образования XXI века является интенсификация интеграционных процессов на всех уровнях—от личностного до межгосударственного.

Важное место в исследовании занимает мнение известного исследователя русской культуры Ю. М. Лотмана: «Современная стадия научного мышления все более характеризуется стремлением рассматривать не отдельные, изолированные явления жизни, а обширные единства» [5]. Одна из причин появления интеграции в науке — стирание границ между областями научного знания, появившееся еще в конце XIX века, когда одни и те же явления стали привлекать ученых различных областей знаний, и ставшее самой устойчивой тенденцией во 2-й половине XX века.

Установлено, что история интеграции в образовании XX века разделяется на три этапа:

1) начало века (20-е годы) — проблемно-комплексное обучение на межпредметной основе (трудовая школа);

2) 50-70-е годы—межпредметные связи различных учебных дисциплин; (то есть, на этих двух этапах преобладает интеграция содержания образования);

3) 80-90-е годы ХХ века—интеграция методов изучения дисциплин.

В начале XXI в. начинается 4-й этап—интеграция различных подходов к обучению [5].

Интеграция инновационных подходов к обучению естественным образом проявляется при проектировании педагогических технологий, т.к. технологический подход к обучению является одной из значимых педагогических инноваций и основывается на достижениях не только психолого-педагогической теории, но и достоинствах технологического проектирования учебного процесса. Проектирование технологии обучения может осуществляться на основе как какого-либо одного подхода (теории), так и их интеграции.

Важным методом обучения, в рамках которого осуществляется базовая проектно-внедренческая деятельность, является метод проектов, обеспечивающий подготовку выпускников вузов, способных быстро включиться в производство и приступить к практической деятельности.

Выполненное авторами исследование опирается на идеи международного CDЮ подхода в образовании, согласно которому основную задачу инженерного образования определяют как подготовку выпускников, способных планировать, проектировать, производить и применять сложные инженерные объекты, процессы и системы с высокой добавленной стоимостью [13, с. 3, 12].

Такие навыки могут быть сформированы только путем моделирования решений задач или через реализацию реальных проектов под руководством

/54 ^П SecurityTechnology, Vol. 14, 2017, No. 3

профессиональных инженеров. Однако любое количество проанализированных примеров не сможет заменить реальной практики, в частности, по выполнению проекта. Метод кейсов может быть полезным, но его недостаточно для подготовки квалифицированного инженера [8].

Следует подчеркнуть, что проектной деятельности необходимо обучать, и это целесообразно осуществлять посредством интеграции теории и практики. Формирование специалиста не будет полноценным, если будет опираться только на аудиторную деятельность. Овладение навыками проектирования возможно лишь в практической деятельности, при этом проектный метод обучения становится действенным инструментом. В условиях инновационных тенденций в высшей школе целесообразно говорить, согласно [1, с. 27], о проектном обучении как о дидактическом приеме в образовательной деятельности.

Современная педагогика трактует метод проектов как педагогическую технологию, ориентированную не на интеграцию фактических знаний, а на их применение и приобретение новых. Использование межпредметных связей способствует формированию научного мировоззрения обучающихся, необходимого для подготовки, начиная с младших курсов, высококвалифицированных специалистов, в данном случае—в области поиска и спасания, техносферной безопасности [11, с. 4]. Выпускники должны обладать универсальной компетентностью, сформирован-ность которой позволяет активно вести познавательную деятельность, иметь внутреннюю мотивацию, развивать техническое мышление, саморазвиваться и самосовершенствоваться, уметь самостоятельно применять знания и способности в практической инженерной деятельности, быть профессионально мобильными.

Анализ научных и методологических аспектов подготовки выпускников вуза показал, что обладание указанными качествами возможно при сформированной интеллектуальной компетентности будущего инженера, которая не является врожденной способностью и не образуется стихийно или самостоятельно, а формируется в определенных условиях [7, с. 48].

Сотрудники кафедры ПАСОПиТБ реализацию заявленных в образовательном стандарте требований к выпускнику вуза, а также повышение качества образования, видят в следующих тенденциях: увеличении числа практик и доли интерактивного обучения, привлечении к работе ведущих специалистов в области поиска, спасания, техносферной безопасности.

Авторы пришли к пониманию, что для эффективного формирования профессионала в области поискового и аварийно-спасательного обеспечения полетов, техносферной безопасности и реализации профессиональных компетенций, на кафедре необходимо вести проектную деятельность.

Это подтверждают примеры некоторых рассматриваемых проектов. Одним из проектов является

создание беспилотного летательного аппарата (БПЛА) для поисковых работ и его летные испытания.

Известно, что профессиональный поиск и спасание в современных условиях немыслимы без управляемых беспилотных летательных аппаратов (далее—БПЛА). Основными методами поиска с применением БПЛА являются: мониторинг заданного района; поиск объекта в заданном секторе; облет заданного объекта; облет линейного объекта; доставка полезной нагрузки в заданную точку. Выбор метода поиска объектов определяется их подвижностью, размерами, заметностью и плотностью размещения на местности.

При разработке проекта были решены вопросы по габаритным размерам, массе и полетным параметрам БПЛА. Затем заданы технические характеристики средств визуального наблюдения и определен механизм передачи информации с борта аппарата на пункт управления. Проект доведен до стадии действующего макетного образца. Работы осуществлялись в творческой лаборатории, где курсанты включаются в будущую профессиональную деятельность.

Проект в 2017 году отмечен дипломом первой степени на Международной молодежной научной конференции «Гражданская авиация: XXI век».

Следует рассмотреть другие реализованные на кафедре проекты, направленные на решение энергетической и продовольственной проблем.

В рамках изучения курса экологии, направленного на снижение уровня загрязнения атмосферы парниковыми газами и решение проблемы энергетики, разработан проект по получению водородного топлива.

Стремление к уменьшению потребления энергии во всех сферах экономики Российской Федерации отражено в Федеральном законе «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ.

Снижение вредного воздействия транспорта на окружающую среду является одной из целей «Транспортной стратегии России до 2030 г.», предусматривающей, в частности, обеспечить перевод транспортных средств на экологически чистые виды топлива, стимулировать использование транспортных средств, работающих на альтернативных источниках (ненефтяного происхождения) топливо-энергетических ресурсов.

Ежегодно курсанты на учебных полетах сжигают значительное количество топлива. Для самолетов используется авиационный керосин, который посредством выбросов наносит огромный вред окружающей среде.

В проекте предлагается заменить керосин водородом, производимым морскими водорослями. Идея основана на инновационном способе получения водорода в условиях недостатка кислорода и серы, при которых процессы фотосинтеза у водорослей резко ослабевают и начинается бурная выработка водорода [15, с. 15]. Таким способом водород могут

производить разные виды зеленых водорослей— хламидомонад (Chlamydomonas). Рассмотрены установки для процесса производства, выбрана рабочая площадка, рассчитаны экономические затраты, учтена необходимость переоборудования самолетов, окупаемость проекта составила 10 лет. Проект является завершенным техническим предложением.

Проект в мероприятии «Weekend технологического предпринимательства на Волге» в 2017 г. был удостоен диплома партии «Единая Россия» за лучшую разработку новации в сфере экологии, а также прошел конкурсный отбор на молодежный форум Приволжского федерального округа «Шолга-2017».

Третий проект обучающихся направлен на устранение голода путем получения белка из насекомых и применения его в пищевой промышленности. В мире примерно треть всех производимых сельскохозяйственных продуктов выбрасывается, идет в отходы. Если на этих отходах разводить насекомых, это даст ценный, богатый белками продукт. Проект согласуется с деятельностью Всемирной продовольственной организации при ООН, которая продвигает концепцию замены коров, овец и свиней на насекомых. При выращивании насекомых производство парниковых газов меньше, чем при выращивании распространенных видов скота. Не требуется больших территорий земли, специально выделяемых для выпаса и кормежки. Уровень выбросов аммиака, связанного с разведением насекомых, также намного ниже, чем в случаях с сельскохозяйственными животными.

Инновационной разработкой обучающихся является устройство самой фермы, представляющей комплекс изолированных друг от друга герметичных отапливаемых боксов с постоянными оптимальными температурой и влажностью, а также кормом в достаточном количестве для разведения насекомых. В качестве культуры выбран сверчок домовой (Acheta domesticus), быстро размножающийся, имеющий высокую скорость роста особей, обширный спектр питания и большое содержание белка. Каждое поколение насекомых отделено ячейками (рис. 1). Следующее поколение появляется в нижележащих ячейках. Это дает возможность контролировать поколения насекомых.

Рис. 1. Идея разделения поколения насекомых по секциям

Известный тезис «Насекомые—еда будущего» уже широко распространен в крупнейших мировых организациях. Подобные фермы в будущем распространятся по всему миру. В результате, тенденция разведения насекомых в качестве еды достигнет таких масштабов, что проекту в перспективе удастся решить вопрос о сокращении числа голодающих

людей в мире и даже позволит «замахнуться» на идею прокормить весь мир [9].

В работе рассчитаны экономические затраты и прибыли. Проект является завершенным техническим предложением.

Интеграция сегодня является одним из самых значительных инновационных явлений в образовании, она превосходит все другие явления «по широте экспериментального воплощения, глубине творческого замысла, продолжительности и диалектичности исторического развития» [2, с. 5]. Главной функцией интеграционных процессов является достижение си-нергетического эффекта на основе кооперации и сотрудничества, которые преобладают над дифференциацией и обособлением. Интеграционные процессы ведут к формированию новых элементов, меняя, преобразовывая текущие в более эффективные.

Метод проектов, являясь универсальным методом обучения, способствует формированию комплекса компетенций, необходимых будущим инженерам. Происходит интеграция множества общих и специальных дисциплин, обеспечивая «осязаемость» результатов проекта. В отличие от традиционного «знаниевого» подхода, в рамках проектной и самостоятельной работы используется командная форма работы. Обучающимся при выполнении заданий предоставляется достаточная свобода действий: нет жесткого алгоритма работы, устанавливаются лишь этапы и сроки выполнения работы. Ответственность возлагается на членов команды, а обязанности каждого участника коллектив распределяет самостоятельно [3, с 79.].

В заключение нужно подчеркнуть, что создание проекта, предусматривающего конечный продукт, способствует формированию у его участников коммуникативных навыков (работа в команде с другими обучающимися, взаимодействие преподавателя и создателей проекта); учит решению проблемных ситуаций, возникающих в результате поэтапного выполнения задач; служит средством развития творческой активности, мышления, способности к анализу ситуаций, постановке задач и умений нестандартно решать проблему; обеспечивает межпредметную интеграцию (из многих областей) знаний, умений и навыков; развивает высокую степень самостоятельности, инициативности, познавательной мотивированности; целенаправленности, изобретательности, настойчивости; формирует навыки по организации и использовании рабочего пространства и времени, умений оценивать свои возможности.

Действительно, проектная деятельность всегда осуществлялась в высшей школе в рамках курсового и дипломного проектирования, но данное проектирование выполнялось индивидуально, по шаблону, четко регламентировалось содержание, темы давались руководителем, результат был предопределен [6, с. 229].

Проектная форма обучения, популярная в мировых университетах, пока стала частью программ лишь в некоторых образовательных институциях

/56 Civil SecurityTechnology, Vol. 14, 2017, No. 3

России [10]. Высшая школа экономики (2014 г.) приняла новые образовательные стандарты для бакалавриата (у университета есть право устанавливать собственные стандарты, отличные от федеральных). Одна из особенностей стандартов: внутри образовательных программ значительное время отводится на проектную работу. В соответствии с образовательными стандартами проектная и исследовательская работа составляет не менее 20% общей трудоемкости образовательной программы бакалавриата [14].

Вывод

Описанный метод проектов является перспективной инновационной образовательной технологией, имеющей все предпосылки для роста и развития не только в ведущих вузах нашей страны.

В основополагающих документах, посвященных национальной безопасности России, значительное место уделено развитию научно-технического прогресса и способствующему ему инженерному образованию. Это требует эффективной координации усилий всех участников образовательного процесса. Метод проектов — как развивающая инновационная технология, способствует формированию у обучающихся не только компетенций, но и гражданской позиции, в том числе в области обеспечения национальной безопасности.

Литература

1. Антюхов А. А. Проектное обучение в высшей школе: проблемы и перспективы // Высшее образование в России.2010. № 10. С. 26-28.

2. Борщева О. В. Структура интегративного подхода к обучению иностранному языку // Педагогика и психология образования. 2011. № 1. С. 5-8.

3. Вайнштейн Ю. В. Идеология CDIO в обучении математике / Ю. В. Вайнштейн, В. А. Шершнева, К. В. Сафонов // Высшее образование в России. 2016. № 2. С. 75-82.

4. Вдовиченко О. В. Формирование интеллектуальной компетентности будущих военных авиационных инженеров в процессе профессионально направленного изучения физики: дис. ... к. пед. н. М., 2014. 251 с.

5. Епишева О. Б. Инновационные процессы в образовании / О. Б. Епишева, Д. Ю. Трушников. Тюмень: ТюмГНГУ, 2010. 122 с. [Электронный ресурс]. URL: http://lit.lib.ru/t/trushnikow_d_j/ text_0180.shtml (дата обращения: 10.06.2017).

6. Коваленко Ю. А. Проектная деятельность студентов в образовательном процессе вуза / Ю. А. Коваленко, Л. Л. Никитина // Вестник Казанского технологического университета.2012. Т. 15. № 20. С. 229-231.

7. Корчагин Е. А. Компетентностный подход и традиционное представление о высшем образовании / Е. А. Корчагин, Р. С. Сафин // Высшее образование в России. 2016. № 11. С. 47-54.

8. Международная инициатива CDIO в СФУ [Электронный ресурс]. URL: http://edu.sfu-kras.ru/engineering/cdio (дата обращения: 10.06.2017).

9. Насекомые — еда будущего: полезная, питательная и вовсе нестрашная [Электронный ресурс]. URL: http://greenbelarus. info/articles/27-05-2015/nasekomye-eda-budushchego-poleznaya-pitatelnaya-i-vovse-ne-strashnaya (дата обращения: 10.06.2017).

10. Новый формат: зачем российским вузам проектное обучение. [Электронный ресурс]. URL: https://theoryandpractice.ru/ posts/13687-study-projects (дата обращения: 10.06.2017).

11. Овчинникова И. В. Формирование профессиональной компетентности специалистов аэрокосмического профиля в процессе изучения естественнонаучных дисциплин: автореф. дис. . к. пед. н. Самара, 2009. 21 с.

12. Кроули Э. Ф., Бродер Д. Р., Эдстрем К. и др. Переосмысление

инженерного образования. Подход CDIO / [Электронный ресурс]. URL: http://fictionbook.ru/static/ trials/10/33/37/10333717.html (дата обращения: 10.06.2017).

13. Перспективы развития инженерного образования: инициатива CDIO / Пер. с анг. и ред. В. М. Кутузова и С. О. Шапошникова. СПб.: СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2012. 29 с.

14. Студенты бакалавриата займутся проектной работой. [Электронный ресурс]. URL: https://www.hse.ru/ news/151559949.html (дата обращения: 10.06.2017).

15. Production of unique immunotoxin cancer therapeutics in algal chloroplasts / M. Tran [et al.] // Proc Natl Acad Sci USA. 2013. Vol. 110. Р. 15-22.

Сведения об авторах

Куклев Валерий Александрович: д. пед. н., Ульяновский

институт гражданской авиации им. Б. П. Бугаева (ФГБОУ

ВО УИ ГА), проф. каф.

432071, г. Ульяновск, ул. Можайского, 8/8.

e-mail: v_kuklev@rambler.ru

Иванская Наталья Николаевна: к. б. н., Ульяновский институт гражданской авиации им. Б. П. Бугаева (ФГБОУ ВО УИ ГА), доц. каф.

432071, г Ульяновск, ул. Можайского, 8/8. e-mail: ivanskayann@yandex.ru

Селезнев Андрей Владимирович: к. т. н., Ульяновский институт гражданской авиации имени Главного маршала авиации Б. П. Бугаева (ФГБОУ ВО УИ ГА), доц. каф. 432071, г. Ульяновск, ул. Можайского, 8/8. e-mail: anceleznev@yandex.ru

Глушков Владимир Андреевич: к. т. н., доц., Ульяновский институт гражданской авиации имени Главного маршала авиации Б. П. Бугаева» (ФГБОУ ВО УИ ГА), зав. каф. 432071, г. Ульяновск, ул. Можайского, 8/8. e-mail: vag-6161@mail.ru

Богданов Виктор Викторович: к. т. н., доц., ООО «Алтын», директор.

432000, г. Ульяновск, ул. Гончарова, 34. e-mail: viktor.bogdanov@mail.ru

Information about the author

Kuklev Valeriy A.: Doctor of Pedagogical Sciences, Ulyanovsk Institute of Civil Aviation named after the Chief Marshal of Aviation B.P. Bugayeva, Professor of the Department. 8/8 Mozhaiskogo, Ulyanovsk, 432071, Russia. e-mail: v_kuklev@rambler.ru

Ivanskaia Natalia N.: Candidate of Biological Sciences, Ulyanovsk Institute of Civil Aviation named after the Chief Marshal of Aviation B.P. Bugayeva, Associate Professor of the Department.

8/8 Mozhaiskogo, Ulyanovsk, 432071, Russia. e-mail: ivanskayann@yandex.ru

Seleznev Andrei V.: Candidate of Technical Sciences, Ulyanovsk Institute of Civil Aviation named after the Chief Marshal of Aviation B.P. Bugayeva, Associate Professor of the Department.

8/8 Mozhaiskogo, Ulyanovsk, 432071, Russia. e-mail: anceleznev@yandex.ru

Glushkov Vladimir A.: Candidate of Technical Sciences, Ulyanovsk Institute of Civil Aviation named after the Chief Marshal of Aviation B.P. Bugayeva, Head of the Department. 8/8 Mozhaiskogo, Ulyanovsk, 432071, Russia. e-mail: vag-6161@mail.ru

Bogdanov Viktor V.: Candidate of Technical Sciences, Altyn LLC, Principal.

432000, Ulyanovsk, ul. Goncharova, 34. 34 Goncharova, Ulyanovsk, 432000, Russia. e-mail: viktor.bogdanov@mail.ru