Современный уровень организации и управления производством выдвигает принципиально новые требования к разработке подходов обеспечения безопасности технологических процессов, базирующихся на информационно-компьютерных и прикладных математических технологиях. Математическое образование является одним из базовых элементов системы профессиональной подготовки в вузе будущих специалистов по безопасности технологических процессов и производств. Для студентов инженерных специальностей математика является не только учебной дисциплиной, но и профессиональным инструментом анализа, организации, управления технологическими процессами.
В Государственном образовательном стандарте высшего профессионального образования специальности 330 500 «Безопасность технологических процессов и производств» подчеркивается, что выпускник вуза должен уметь: использовать математические и компьютерные технологии для обработки экспериментальных данныхстроить и использовать математические модели для описания и прогнозирования различных производственных процессовиспользовать математический аппарат и средства компьютерной графики для оценки техногенных рисковвыполнять 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 профессионально-инженерной деятельности.
В науке накоплен определенный потенциал для решения теоретико-прикладных задач, связанных с проблемой формирования профессионально-математической компетентности инженерных кадров. Особенности формирования инженерного профессионализма изучались В. В. Воловиком, А. А. Крыловым, Б. Ф. Ломовым. Теоретические основы профессиографического 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. Колягина, Г. Л. Луканкина рассмотрена проблема профессионально-ориентированной математической подготовки специалистов различного профиля в вузе. 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.
Сложилось противоречие: между объективным запросом рынка труда на профессионально компетентную личность инженера по безопасности технологических процессов и производств, — и недостаточностью научно-методического обеспечения образовательного процесса вуза технологиями профессионально-прикладной математической подготовки будущих инженеров данного профиля.
Изложенное противоречие определило проблему исследования: каковы содержание и технология формирования профессионально-математической компетентности будущих инженеров по безопасности технологических процессов и производств в условиях высшей школы. В соответствии с проблемой определена тема исследования — «Формирование профессионально-математической компетентности будущих инженеров по безопасности технологических процессов и производств».
Объект исследования: профессиональная подготовка инженеров по безопасности технологических процессов и производств в условиях вуза.
Предмет исследования: процесс формирования профессионально-математической компетентности будущих инженеров по безопасности технологических процессов и производств.
Цель исследования: обосновать и экспериментально проверить эффективность модели формирования профессионально-математической компетентности будущих инженеров по безопасности технологических процессов и производств в вузе.
Гипотеза исследования. Профессионально-математическая компетентность инженера является одним из важных условий успешной адаптации специалиста в профессии, а также фактором высокой результативности его труда в рамках нормативно-правовых требований к безопасности техносферы и эколого-природоохранной деятельности. Эффективность формирования профессионально-математической компетентности будущих инженеров в вузе может быть существенно повышена, если:
— содержательно-технологическое обеспечение математической подготовки отражает параметризацию требований квалификационных характеристик к системе профессионально-математических компетенций инженера по безопасности технологических процессов и производств, региональную специфику работы инженера в различных промышленных комплексах;
— обеспечена реализация механизмов интеграции естественнонаучной, математической, нормативно-правовой, специально-инженерной, информационно-компьютерной, экологической подготовки студентов в вариативных формах учебной и внеучебной деятельности студентов;
— созданы необходимые организационно-педагогические условия формирования профессионально-математической компетентности инженеров.
В соответствии с целью и гипотезой были поставлены следующие задачи исследования:
— выявить место и роль профессионально-математической компетентности в практической деятельности инженеров по безопасности технологических процессов и производств на современном. этапе решения задач безопасности техносферы и развития эколого-природоохранной деятельности в России;
— определить структурно-содержательные и критериально-оценочные характеристики профессионально-математической компетентности инженеров по безопасности технологических процессов;
— осуществить моделирование процесса формирования-профессионально-математической компетентности инженера в период обучения в. вузе;
— экспериментально подтвердить эффективность реализации разработанной модели в условиях социального университета.
Методологической" основой исследования явились: идеи целостности человеческого бытия в экологической парадигме развития общества (В.И.Вернадский, Н. Н. Моисеев, А. Д. Урсул, Г. Полде, Г. Шеффер) — философ-ско-методологические положения о диалектическом единстве человека, общества и природы (Н.А.Бердяев, В. И. Вернадский, В. Хесле) — методология интеграции и дивергенции явленийсистемный, подход к изучению педагогических, социально-экологических, техногенных явленийдиалектические положения о единстве общего, особенного, единичного в развивающемся объектеличностный, деятельностный, контекстный подходы к профессиональной подготовке специалиста (А.А.Бодалев, Е.В.Бондаревская^.
A.А.Вербицкий) — концепции о единстве целевого, содержательного и процессуального компонентов профессионального образования (А.К.Маркова,.
B.А.Сластенин, И.С.Якиманская) — методологические основы моделирования профессиональной подготовки специалиста (И.А.Зимняя, Н. В. Кузьмина, А. К. Маркова, Дж. Равен).
Теоретическим фундаментом исследования стали: теории профессионального образования инженеров по безопасности технологических процессов и производств в высшей школе (В.А.Давыденко, Н. Л. Пономарев, Н.П.Тарасова) — теории формирования математической компетентности специалистов в период профессиональной подготовки (Н.Я.Виленкин, Б.В.ГнеденкоЮ.М.Колягин, Г. Л. Луканкин, А. Г. Мордкович, У. Сойер, О.С.Тамер) — теории системно-деятельностной природы и интеграции профессионального образования (Б.С.Гершунский, Ю. К. Кулюткин, В.Д.Шадриков).
Для проверки гипотезы и решения поставленных задач использован комплекс методов: теоретические (анализ научной литературы по проблеме исследования, изучение нормативно-правовых документов, моделирование) — констатирующие (анализ содержания учебных дисциплин вузов, осуществляющих подготовку инженеровизучение, анализ, обобщение математической составляющей профессиональной деятельности инженеров и опыта подготовки специалистов в различных вузах) — экспериментальные (диагностические, формирующий педагогический экспериментстатистическая обработка диагностических данных).
Исследование проводилось на базе факультетов охраны труда и окружающей среды Российского государственного социального университета, Российского химико-технологического университета им. Д. И. Менделеева. На различных этапах эксперимента исследованием было охвачено более 300 студентов, 28 преподавателей вузов- 39 специалистов-инженеров баз практики РГСУ и РХТУ им. Д. И. Менделеева.
Исследование проводилось в период с 2001 г. по 2008 г.
Первый этап (2001;2002 гг.) — теоретическое осмысление проблемы, методологических подходов к ее решениюнакопление эмпирического материала, изучение и теоретическое осмысление отечественного и зарубежного опыта подготовки инженеров по безопасности технологических процессов и производствразработка модели формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера в период обучения в университете.
Второй этап (2002;2006 гг.) — проведение формирующего педагогического экспериментакорректировка отдельных содержательно-технологических сторон реализации модели.
Третий этап (2006;2008 гг.) — анализ и обобщение результатов экспериментальной работы, интерпретация полученных материалов, выявление теоретических и практических результатов исследования, проведение отсроченного контроля, оформление диссертации.
Научная новизна исследования: — выявлена и обоснована структурно-содержательная характеристика профессионально-математической компетентности инженера по безопасности технологических процессов и производств, соответствующая квалификационным требованиям к уровню профессионально-прикладной математической подготовленности специалиста и современным тенденциям развития инженерной математики;
— теоретически обоснована и экспериментально проверена модель процесса формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера по безопасности технологических процессов и производств в условиях вуза;
— определен и обоснован содержательно-технологический базис формирования системы прикладных профессионально-математических компетенций инженера по безопасности технологических процессов и производств, (проектно-конструкторских, информационно-компьютерных, экспертно-аналитических, модельно-прогностических);
— разработаны критерии и показатели проявления профессионально-математической компетентности инженера по безопасности технологических процессов, на их основе выявлены уровни ее сформированности.
Теоретическая значимость исследования состоит в дополнении теории контекстного и личностно-ориентированного профессионального образования инженеров путем разработки содержательно-технологического обеспечения их прикладной профессионально-математической подготовкив разработке теоретико-методологических подходов к проектированию процесса формирования профессионально-математической компетентности инженеров на основе экстраполяции ведущих тенденций информатизации общества, инженерного образования, педагогической теории междисциплинарной интеграции при опоре на системный, личностно-деятельностный, интегра-тивно-целостный подходыв обосновании теоретико-технологического базиса поэтапного формирования профессионально-математической компетентности инженера в условиях высшей школы.
Практическая значимость исследования: теоретические положения и методические материалы исследования обеспечивают необходимый уровень профессионально-математической подготовки в вузе инженера по безопасности техносферы. Материалы исследования могут быть использованы в ряде учебных дисциплин: моделирование технических систем и процессовосновы инженерной математикинадежность технических систем и техногенный риск и др. Они могут использоваться студентами и преподавателями вузов инженерного профиля в учебной и практической деятельности, а также в системе повышения квалификации специалистов-инженеров.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Профессионально-математическая компетентность инженера по безопасности технологических процессов — это системно-личностное образование специалиста, отражающее единство его теоретико-прикладной подготовленности и практической способности применять математический инструментарий для решения задач производственной и природоохранной деятельности. Структурными компонентами данной компетентности являются: профессионально-гностический (системное мировоззрение и модельное мышление специалистакомплексность освоения системы конкретно-предметных знаний) — мотивационно-ценностный (доминирующие экоцентрические мотива-ционные установки в отношении к природе и условиям жизнедеятельности человекагармоничная система профессионально-личностных ценностей и нормативно-правовых требований безопасности техносферы) — процессуально-технологический (информационно-компьютерная обеспеченность инженерной и природоохранной деятельности специалиста на основе использования прикладных математических технологий).
Данная компетентность инженера характеризуется совокупностью компетенций: проектно-конструкторских, информационно-компьютерных, экс-пертно-аналитических, модельно-прогностических.
2. Модель процесса формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера в вузе включает взаимосвязь и взаимозависимость модулей: функционально-целевого, содержательнопроблемного, организационно-технологического, критериально-оценочного. Основными принципами реализации модели являются: принцип конгруэнтности профессионально-математического образования современному характеру труда инженера по безопасности технологических процессов и производствпринцип функциональности профессионально-математического образования будущего инженера, формирующий систему профессионально-прикладных компетенций в соответствии с квалификационными требованиями, функционалом специалистапринцип интеграции достижений современной математической науки, профессионально-инженерного образования и практики производственной деятельностипринцип единства и преемственности естественнонаучной, нормативно-правовой, математической, специально-инженерной, экологической подготовкипринцип прогностичности, опережающего характера профессионально-математической подготовки инженера в контексте эволюции инженерной математики и компьютерных технологий обеспечения безопасности жизнедеятельности в техносфере.
3. Совокупность условий, обеспечивающих эффективность формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера в вузе, включает в себя следующие группы: организационно-административные условия (соответствие организации и содержания учебно-воспитательного процесса вуза требованиям ГОСТ ВПО, а также требованиям современного рынка инженерного трудаорганизация системы научно-технического партнерства университета с базами производственной практики студентовпедагогический мониторинг личностного продвижения студентов в процессе формирования у них профессионально-математической компетентности инженера) — дидактико-технологические условия (приоритетность проблемно-деятельностных, проектно-исследовательских, интегративно-модульных профессионально-образовательных технологийреализация структурно-логических межпредметных связейдеятельность имитационнокомпьютерной лаборатории — «виртуальный тренажер» профессиональной деятельности инженера по предупреждению и ликвидации техногенных аварийкумулятивность взаимодействия вариативных форм внеаудиторной учебной профессионально-практической и научно-исследовательской работы по применению технологий математической физики, экологической математики, компьютерных технологий) — индивидуально-профессиональные условия (мотивированность и активность студентов в овладении профессионально-математическими компетенциями инженера в учебной и внеучебной деятельностипрактико-ориентированная профессионально-математическая компетентность профессорско-преподавательского составасамообразовательная деятельность студентов в сфере прикладной инженерной математикиактивное включение студентов в экомониторинговые, экоквалиметрические исследования, проекты в период учебно-производственной практики и волонтерской деятельностисамостоятельная разработка студентами учебно-исследовательских проектов по решению проблем безопасности техносферы).
Достоверность и надежность результатов исследования обеспечены методологической обоснованностью исходной концепции исследования, базирующейся на системном, деятельностном, контекстном подходах к профессиональной подготовке инженеровприменением комплекса взаимодополняющих методов исследования, адекватных его задачам и логикецеленаправленным сравнительным анализом результатов многолетней экспериментальной работы и массовой практики подготовки инженеров в вузевоспроизводимостью результатов исследования и их репрезентативностьюстатистической, достоверностью данных отсроченного контроля.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись через опубликование учебных пособий, методических материалов, статей, тезисовразработку и реализацию программ учебных дисциплин «Математика», «Надежность технических систем и техногенный риск», элективных курсов «Методы математического моделирования», «Основы инженерной математики», «Моделирование технических систем и процессов», «Математическое моделирование в инженерных профессиях», практикума «Решение задач техногенного риска», пособий по учебно-производственной практике. Основные идеи исследования внедрены в образовательный процесс факультетов охраны окружающей среды РГСУ и РХТУ им. Д. И. Менделеева. Материалы исследования получили одобрение на международных, всероссийских, региональных научно-практических конференциях.
Цель, задачи, логика исследования определили структуру диссертации, которая состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений.
Выводы по второй главе.
Разработанная на основе компетентностного, личностного, деятельно-стного, системного подходов модель процесса формирования в вузе профессионально-математической компетентности будущих инженеров по безопасности технологических процессов и производств направлена на развитие конкурентноспособной личности современного инженера, повышение эффективности профессионально-образовательной деятельности вуза, расширение производственно-деятельностных и научно-исследовательских связей вуза на основе социального партнерства с промышленно-производственными комплексами и специализированными научными институтами.
Модель процесса формирования профессионально-математической компетентности инженера включает взаимосвязь и взаимозависимость модулей: функционально-целевого (профессионально-образовательные ориентиры прикладной математической подготовки будущего инженера), содержательно-проблемного (практико-ориентированный и профессионально-прикладной характер учебных дисциплин федерального и вузовского компонентов учебного плана, элективных и факультативных курсов по инженерной математикеактивизация использования достижений современной инженерной математики в курсовых и дипломных работах и др.), организационно-технологического (обеспечение взаимосвязи учебной и внеучебной работы студентовразвитие форм научно-исследовательской деятельности студентовпроведение ежегодных конкурсов на лучший студенческий проект по разработке систем безопасности технологических процессов и производствучастие будущих специалистов в деятельности комиссий по рационализаторским предложениям по снижению техногенных рисков на предприятиях — базах производственной практики и др.), критериально-оценочного (мониторинг и оценка действенности формирования профессионально-математической компетентности).
Основными функционально-целевыми ориентирами реализации в высшей школе разработанной модели процесса формирования профессионально-математической компетентности будущих инженеров являются: развитие мотивации и формирование готовности выпускника вуза осуществлять инженерную деятельность, реализуя в ней приобретенный профессионально-математический потенциалформирование мотивационно-ценностного отношения к необходимости развития профессионально-личностных качеств и инженерно-математических способностей будущего специалиста средствами математических профессионально-прикладных дисциплинцеленаправленное формирование теоретико-абстрактного, аналити-ко-прогностического, эвристического типа мышленияобеспечение необходимого профессионалу объема профессионально-прикладных математических знаний, отражающих методологию, содержание и технологии современной инженерии с учетом возрастающей степени информатизации производстваобеспечение высокой степени сформированности системы профессионально-математических компетенций инженера.
Для обеспечения качества профессионально-прикладной математической подготовки будущих инженеров в процессе исследования было разработано и апробировано специальное учебно-методическое обеспечение (учебные пособиясборники заданийлабораторные практикумыавтоматизированная обучающая системаавтоматизированная система контроля знаний студентов) дисциплин вузовского компонента учебного плана («Методы математического моделирования», «Основы инженерной математики», «Моделирование технических систем и процессов»), элективных курсов («Основы статистического моделирования», «Планирование эксперимента и обработка данных», «Решение задач техногенного риска»). Использование, содержательного потенциала, вузовского компонента в учебных планах осуществлялось в рамках академических свобод, предоставляемых вузу ГОСТ ВПО специальности «Безопасность технологических процессов и производств», который дает вузу (факультету) право на самостоятельное определение дисциплин и курсов по выбору студентов в объеме 600 ч (150 ч по блоку общепрофессиональных и 450 ч по блоку специальных профессиональных дисциплин).
Результативность опытно-экспериментальной работы отслеживалась в процессе повседневных включенных наблюдений за учебно-познавательной деятельностью студентов на аудиторных и внеаудиторных занятиях, в ходе индивидуальных бесед со студентами, принимавшими участие в эксперименте. Ход и промежуточные, итоговые результаты эксперимента систематически обсуждались на заседаниях кафедр высшей математики, приклданой инженерии, охраны труда и безопасности производства, социальной экологии, социальной педагогики, РГСУна Международных и Всероссийских социальных конгрессах, организованных на базе РГСУ. Полученные в ходе экспериментальной работы эмпирические материалы (количественные, качественные) дают основания для содержательного анализа того, насколько апробируемая нами модель формирования профессионально-математической компетентности инженера в вузе была эффективна. Результаты многолетнего формирующего эксперимента позволяют констатировать позитивные изменения профессионально-личностных параметров студентов, высокий уровень сформированности базовых профессиональных математических компетенций инженера (проектно-конструкторские, информационно-компьютерные, экс-пертно-аналитические, модельно-прогностические).
Отсроченный контроль за профессиональным ростом выпускников вуза подтвердил тенденцию к развитию математической компетентности инженера по безопасности технологических процессов и производств, основы которой сложились в период обучении в вузе. Полученные в результате опытно-экспериментальной работы данные подтверждают, что цель диссертационного исследования достигнута.
Заключение
.
Проведенное исследование очертило круг теоретико-методологических, научно-методических, содержательно-технологических предпосылок, необходимых для обеспечения качества подготовки инженеров в современных условиях развития общества. Одной из важнейших предпосылок является ориентация в учебной деятельности на решение производственных проблем в условиях быстрого устаревания технических знаний.
В современных условиях решение проблемы формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера^ является весьма значимым в силу необходимости обеспечить на производстве необходимый уровень безопасности жизнедеятельности человека и экологическую безопасность.
Отправной точкой выполненного исследования стала идея о возможности формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера путем интеграции научных знаний и представлений о профессиональном, личностном, личностно-ценностном содержании образования и адекватных им теоретических, методических и организационных основ построения учебного процесса вуза, отбора содержания профессионально-прикладного математического образования, методов, средств и форм обучения, разработки технологии и условий обучения.
На сегодняшний день в вузах России накоплен существенный опыт по формированию у будущих инженеров необходимых профессионально-прикладных знаний, умений и навыков в сфере применения математических технологий для нужд производственной и природоохранной деятельности. Математическая подготовка будущего инженера в вузе важна с различных точек зрения: логической (изучение математики является источником и средством умственного развития человека) — познавательной (с помощью математики человек познает мир, его пространственные и количественные отношения) — прикладной (математика является той базой, которая обеспечивает готовность человека как к овладению смежными дисциплинами, так и многими профессиями, делает для него доступным непрерывное образование и самообразование, связанное с прикладными математическими технологиями) — исторической (на примерах из истории становления математики прослеживается развитие не только её самой, но и человеческой культуры в целом) — философской (математика позволяет модельно-структурно осмыслить мир, в котором мы живем, сформировать у студента научные представления о реальном пространстве человеческого бытия). Таким образом, математическая подготовка будущего инженера — это неотъемлемая составная часть профессиональной подготовки, способствующая развитию интеллектуальной сферы специалиста, направленной на овладение прикладными профессионально-ориентированными математическими технологиями.
Решение государственной проблемы обеспечение безопасности технологических процессов и производств в масштабах страны возможно частично решить за счет формирования профессионально-математической компетентности будущего инженера, которая рассматривается как интегральная профессионально-личностная характеристика специалиста, выраженная в единстве его теоретических знаний, практической подготовленности, способности и готовности осуществлять все виды своей профессионально-инженерной деятельности с использованием математического инструментария, обеспечивая удовлетворение результатов своего труда заданным требованиям безопасности производства, охраны труда, экологической безопасности среды обитания.
Профессионально-математическая компетентность является сущностной составляющей профессионализма современного инженера по безопасности технологических процессов и производств. Структурными компонентами данной компетентности являются: профессионально-гностический (системное мировоззрение и модельное мышление специалистакомплексность освоения системы конкретно-предметных знаний) — мотивационно-ценностный (доминирующие экоцентрические мотивационные установки в отношении к природе и условиям жизнедеятельности человекагармоничная система профессионально-личностных ценностей и нормативно-правовых требований безопасности техносферы) — процессуально-технологический (информационно-компьютерная обеспеченность инженерной и природоохранной деятельности специалиста на основе использования прикладных математических технологий).
Основными профессионально-математическими компетенциями инженера по безопасности технологических процессов и производств, обусловленными характером его профессиональной деятельности и определяющими профессионально-математическую компетентность являются: проектно-конструкторские компетенции (умения применять для решения профессионально-инженерных проектно-конструкторских задач математические методы проверки гипотез, анализа устойчивости линейных объектов и систем, определения зоны повышенного техногенного рискаумения использовать математические методы расчета надежности применительно к системам производственной безопасности и защиты окружающей средыумения использовать для создания проекта методы начертательной геометрии и инженерной графикиоформлять проектно-конструкторскую документацию на средства защиты и др.) — информационно-компьютерные компетенции (умения использовать компьютерно-математические технологии для обработки экспериментальных данныхумения использовать математический аппарат и средства компьютерной графики для оценки техногенных рисков и произtP водственных процессоввыполнять с использованием ЭВМ расчеты по безопасности технологических процессов, моделировать аварийные ситуации и способы их ликвидации и др.) — экспертно-аналитические компетенции (умения применять' математические методы для анализа и оценки степени опасности воздействия вредных производственных факторов на человека и окружающую средуумения формулировать цели экологической экспертизы и мониторинга, применять методы экспертного измерения эколого-технологических показателей, параметров и др.) — модельно-прогностические компетенции (умения строить и использовать математические модели для описания и прогнозирования различных производственных процессовумения использовать математические модели загрязнения атмосферы, воды выбросами предприятийумения составлять и обосновывать графовые, сетевые, описательные и качественные модели технологических процессов и системумения использовать для решения профессиональных задач булевы и марковские модели надежности, математические модели случайных процессов, модели непрерывных и дискретных линейных объектов и систем и др.).
В соответствии со структурой профессионально-математической компетентности инженера были определены критерии, позволяющие определить уровень ее сформированности: аксиологический критерий (позитивный настрой на инженерную деятельностьосознание необходимости математических знаний, умений для решения задач трудовой деятельностиустойчивое стремление к самообразованию в сфере прикладных математических технологий и др.) — когнитивный критерий (владение системой профессионально-математических знаний, алгоритмическими и эвристическими прикладными математическими технологиямисформированность критичности, системности, логичности мышления, аналитико-прогностического инженерного стиля мышления) — праксеологический критерий (готовность и способность к применению математических технологий в инженерной деятельностиумение эффективно решать профессиональные задачи в жестко заданных правилах и ситуационных условиях и др.).
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 уровень (характеризуется базовыми математическими знаниямиумением перевести прикладную задачу профессиональной деятельности инженера на математический язык и др.) — профессионально-адаптивный уровень (характеризуется умением построить алгоритм применения математического аппарата к решению типовых прикладных задач деятельности инженераналичием устойчивой мотивации на совершенствование своей математической компетенции, стремлением к обобщению собственного опыта и опыта коллег, эпизодическим достижением успешности при решении сложных профессиональных задач с применением прикладных математических технологий) — профессионально-технологический уровень (характеризуется умением обобщать прикладные математические знания, технологии в целостные системы на основе операций аналогии, классификации, анализа, синтезаумением разрабатывать математические модели различных видов, оценивать их адекватность, выбирать методы математической обработки массивов информациивысоким уровнем профессионально-личностной ответственностисистематическим достижением успешности при решении сложных задач с применением математического аппарата) — профессионально-пролонгированный уровень (характеризуется способностью прогнозировать результат профессиональных действий по обеспечению безопасности жизнедеятельности* в техносфереавтоматизацией применения комплекса прикладных математических технологий для решения задач профессиональной деятельности инженера) — профессионально-исследовательский уровень (адекватное использование системного анализа для построения сложных математических моделейстремление к систематическому повышению своей профессиональной компетентности по овладению технологиями квалиметрии: экометрии, антропометрии, социометрии, экономометрииоптимальное применение математического аппарата для реализации аналитико-прогностической, 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-математической компетентности будущего инженера по безопасности технологических процессов и производств. Вузовский этап формирования основ данной компетентности создает фундамент для дальнейшей систематической J работы специалиста по ее саморазвитию в самостоятельной профессиональной деятельности.
Профессионально-математическая компетентность инженера проявляется как синтез интеллектуальных и навыковых составляющих (когнитивного и деятельностного, включая обобщенные, междисциплинарные, структурированные знания, умения, навыки), личностных характеристик (ценностные ориентации, способности, черты характера, готовность к осуществлению деятельности) и первичного профессионального опыта, позволяющих человеку использовать свой потенциал, осуществлять сложные виды деятельности, оперативно и успешно адаптироваться в постоянно изменяющемся обществе и профессиональной деятельности.
Профессионально-математическая компетентность выпускника вуза (инженера) отражает интегративный результат взаимосвязи когнитивно-эвристической, деятельностно-технологической и экспериментально-исследовательской сторон инженерного труда, проявляется в результативности решения конкретных профессионально-прикладных задач. Процесс формирования профессионально-математической компетентности инженера в условиях вуза строится на основе структурно-логических межпредметных связей учебных дисциплин.
Модель процесса формирования профессионально-математической компетентности инженера включает взаимосвязь и взаимозависимость модулей: функционально-целевого (профессионально-образовательные ориентиры прикладной математической подготовки будущего инженера), содержательно-проблемного (практико-ориентированный и профессионально-прикладной характер учебных дисциплин федерального и вузовского компонентов учебного плана, элективных и факультативных курсов по инженерной математикеактивизация использования достижений современной инженерной математики в курсовых и дипломных работах и др.), организационно-технологического (обеспечение взаимосвязи учебной и внеучебной работы ч U студентовразвитие форм научно-исследовательской деятельности студентовпроведение ежегодных конкурсов на лучший студенческий проект по разработке систем безопасности технологических процессов и производствучастие будущих специалистов в деятельности комиссий по рационализаторским предложениям по снижению техногенных рисков на предприятиях — базах производственной практики и др.), критериально-оценочного (мониторинг и оценка действенности формирования профессионально-математической компетентности).
Основными принципами реализации модели являются: принцип конгруэнтности профессионально-математического образования современному характеру труда инженера по безопасности технологических процессов и производствпринцип функциональности профессионально-математического образования будущего инженера, формирующий систему профессионально-прикладных компетенций в соответствии с квалификационными требованиями, функционалом специалистапринцип интеграции достижений современной математической науки, профессионально-инженерного образования и практики производственной деятельностипринцип единства и преемственности естественнонаучной, нормативно-правовой, математической, специально-инженерной, экологической подготовкипринцип прогностичности, опережающего характера профессионально-математической подготовки инженера в контексте эволюции инженерной математики и компьютерных технологий обеспечения безопасности жизнедеятельности в техносфере.
Наиболее значимыми профессионально-образовательными технологиями формирования профессионально-математической компетентности инженера являются: контекстно-прикладные (формируют навыки трудовой деятельности инженера по обеспечению безопасности техносферы на основе освоения алгоритмов решения конкретных профессиональных задач) — интегра-тивно-модульные (обеспечивают межпредметные связи, формирование и развитие системы междисциплинарных профессиональных знаний, умений, компетенций инженера) — проектные (стимулируют учебно-познавательную активность, формируют культуру самообразовательной деятельностинавыки работы в команде).
Эффективность реализации модели формирования профессионально-математической компетентности обеспечивается комплексом научно-методического сопровождения. Особое место в нем занимает мониторинг профессионально-личностного роста и динамики сформированности уровня профессиональных компетенций инженера.
Совокупность условий, обеспечивающих эффективность формирования профессионально-математической компетентности будущего-инженера в вузе, включает в себя следующие группы: организационно-адлшнистративные условия (соответствие организации и содержания учебно-воспитательного процесса вуза требованиям ГОСТ ВПО, а также требованиям современного рынка инженерного трудаорганизация системы научно-технического партнерства университета с базами производственной практики студентовпедагогический мониторинг личностного продвижения студентов в процессе формирования у них профессионально-математической компетентности инженера) — дидактико-технологические условия (приоритетность проблемно-деятельностных, проектно-исследовательских, интегративно-модульных профессионально-образовательных технологийреализация структурно-логических межпредметных связейдеятельность имитационно-компьютерной лаборатории — «виртуальный тренажер» профессиональной деятельности инженера по предупреждению и ликвидации техногенных аварийкумулятивность взаимодействия вариативных форм внеаудиторной-учебной профессионально-практической и научно-исследовательской работы по применению технологий математической физики, экологической математики, компьютерных технологий) — индивидуально-профессиональные условия (мотивированность и активность студентов в овладении профессионально-математическими компетенциями инженера в учебной и внеучебной деятельностипрактико-ориентированная профессионально-математическая компетентность профессорско-преподавательского составасамообразовательная деятельность студентов в сфере прикладной инженерной математикиактивное включение студентов в экомониторинговые, экоквалиметриче-ские исследования, проекты в период учебно-производственной практики и волонтерской деятельностисамостоятельная разработка студентами учебно-исследовательских проектов по решению проблем безопасности техносферы).
В целом же реализация в учебно-воспитательном процессе вуза модели формирования профессионально-математической компетентности будущих инженеров позволяет развивать у студентов отношение к математике как ценности для будущей профессиональной деятельностиподдерживать профессионально-пролонгированную мотивацию студентов к изучению математикиповысить уровень интеллектуального, профессионально-логического развития студентовобеспечить формирование целостной системы профессионально значимых. математических знаний и операциональных умений.
Данное исследование не претендует на полноту всестороннего раскрытия исследуемой проблемы. В то же время оно позволило обозначить перспективы дальнейшей ее разработки. Среди наиболее актуальных: интеграция профессионально-математической и информационно-компьютерной компетентностной подготовки будущих инженеровразвитие самообразовательной культуры студентов в процессе овладения профессионально-математическим компетенциямиинтеграция теоретико-математической подготовки и профессионально-прикладной деятельности студентов в период практикиподготовка преподавателей вузов к работе по формированию профессионально-математической культуры будущего инженера по безопасности техносферы.
