CC BY
28
УДК 378.14
DOI: 10.24412/2308-717Х-2020-2-60-68
Попцов Андрей Николаевич
старший преподаватель кафедры общенаучных дисциплин
Лысьвенский филиал ФГБОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет», Пермь, Россия 618900, Пермский край, г. Лысьва, ул. Ленина, 2, (34249) 6-32-92
e-mail: pan196464@mail.ru
ФОРМИРОВАНИЕ КОМПЕТЕНТНОСТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕХНОСФЕРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ СТУДЕНТОВ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ВУЗА НА ОСНОВЕ МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫХ
СВЯЗЕЙ
Andrey N. Poptcov
Senior Lecturer of the Chair of General Scientific Disciplines
Federal State Budget Educational Institution of Higher Education «Perm National Research Polytechnic University», Lysva branch, Perm, Russia 618900, Permskiy Kray, Lysva, Lenina srt., 2 e-mail: pan196464@mail.ru
BUILDING COMPETENCE PROVISION TECHNOSPHERE SAFETY OF STUDENTS POLYTECHNIC UNIVERSITY BASED ON INTERDISCIPLINARY CONNECTIONS
Аннотация. Компетентность по обеспечению техносферной безопасности должна соответствовать уровню развития производства и формироваться в политехническом университете у студентов всех специальностей в процессе обучения как в современных условиях состояния техносферы; квалифицированный специалист любого профиля должен знать и понимать, что его профессиональные действия могут привести к опасности техносферы. Показана важная роль естественно-научного образования в способности предотвращать техносферные опасности, получать объективную оценку возможных последствий и знать, как эффективно устранять негативное влияние техносферы на человека и общество.
Ключевые слова: компетентность, техносферная безопасность, инженерное образование, образовательные стандарты.
© Попцов А Н., 2020
Abstract. The competence to ensure technosphere safety should correspond to the level of production development and be formed at a polytechnic university for students of all specialties during the learning process, as under modern conditions of thetechnosphere state; a qualified specialist of any profile should know and understand that his professional actions can lead to technosphere danger. An important role of science education has been displayed in the ability to prevent technosphere hazards, to obtain an objective assessment of the possible consequences and to know how to effectively eliminate the negative impact of the technosphere on the individual and society has been shown as well.
Key words: competence, technosphere safety, engineering education, educational standards.
С самых первых тысячелетий зарождения жизни на Земле человеку приходится бороться с опасностями и рисками, существующими в биосфере. На заре появления человека это были природные опасности: дикие животные, естественная радиация, атмосферные явления, изменения климата и другие природные катаклизмы. Желая улучшить окружающую среду своего обитания и преодолеть природные опасности, человек начал преобразовывать окружающий мир для более комфортного существования. С развитием науки и техники и одновременно в процессе борьбы с вызовами окружающей среды человечество преобразовывало биосферу в техносферу, часто не осознавая того, что новая среда иногда грозит большей опасностью для человечества. Создавая материальные ценности с использованием машин и механизмов, работающих от различных источников энергии, человек постепенно начал приближаться к техносферной катастрофе. Опасность научно-технического прогресса заключалась в том, что появились опасности другого рода, не существующие в природной среде. Увеличение количества производственных предприятий высокого риска, быстрый износ и старение производственного оборудования, недостаточность средств для их модернизации, экономия средств с целью получения высокой прибыли создают дополнительные угрозы, которые не были известны человечеству на заре веков. Особую опасность представляет антропогенное вмешательство в биосферные процессы. Над крупными промышленными городами висит густой ядовитый смог, небольшим частным предприятиям дешевле заплатить небольшой штраф, а не вкладывать немалые средства в очистные сооружения. Затоплены плодородные почвы при строительстве электростанций, литосфера испытывает механические напряжения в результате строительства искусственных водоемов. Даже в местах устойчивых тектонических плит возникают землетрясения. Человек часто не знает, что угроза радиации кроется не только при использовании атомной энергии, но и при применении традиционного источника - каменного угля. За комфортное существование приходится платить своим здоровьем. Человек пустил в свои жилища источники высокой радиации в виде невидимого высокочастотного электромагнитного излучения. Ввиду слабых преставлений
61
большинства людей о принципах работы бытовых устройств и их потенциальной опасности возникает опасность недооценки техносферных угроз. Подробный анализ опасностей для человека дают в своей работе «Риск и безопасность» Аарон и Адам Вильдавски [4].
Сравнительно недавно в вузах России появилась возможность получить образование по направлению 20.03.01 «Техносферная безопасность». Но техносферная безопасность касается каждого, независимо от знаний о техносфере. Человеческий организм еще до рождения оказывается под влиянием техносферных факторов, таких как: электромагнитные излучения различных диапазонов, радиация, звук, ультра- и инфразвук, химические процессы. После рождения добавляются действия света, тепла и др.
Наиболее подготовленными в вопросах техносферной безопасности должны быть специалисты, связанные с работой и обслуживанием промышленного и бытового оборудования, чтобы знать и понимать, какие профессиональные действия могут привести к техносферной опасности, а не только инженер, который получил высшее образование по специальности «Техносферная безопасность».
Опираясь на многочисленные определения, под техносферой будем понимать очередной эволюционный этап развития биосферы, преобразованной людьми с помощью прямого или косвенного воздействия технических средств в целях наилучшего соответствия своим материальным и социально-экономическим потребностям, которая может стать частью ноосферы - сферы разумного взаимодействия общества и природы.
Анализируя философские основы концепции безопасности, Э.П. Литвинов определяет безопасность как «состояние сложных социальных систем, обеспечивающих и гарантирующих сохранение их целостности, устойчивого динамического развития и эффективного функционирования на заданные цели, а также тех объективных условий, которые этому способствуют» [3].
Существует несколько формулировок определения термина «техносферная безопасность»:
- свойство техносферы не причинять вреда при всех условиях эксплуатации;
- защищенность техносферы;
- область науки и техники, занимающаяся разработкой методов и средств, обеспечивающих благоприятные для человека условия существования в преобразуемой человеком биосфере - техносфере.
В нашей работе под обеспечением техносферной безопасности понимается создание благоприятных для человека условий существования в преобразуемой человеком биосфере - техносфере.
При анализе ФГОС различных технических специальностей можно увидеть недостаточное внимание к вопросу техносферной безопасности. Так, во ФГОС 2016 г. присутствует единственная общекультурная компетенция,
соответствующая проблеме техносферной безопасности: «способность использовать приемы оказания первой помощи, методы защиты в условиях чрезвычайных ситуаций (ОК-8)». Но опасность со стороны техносферы присутствует постоянно, а не только при чрезвычайных ситуациях.
Формулировки компетенции, относящейся к формированию культуры безопасности жизнедеятельности, менялись при принятии каждого нового ФГОС. В ФГОС ВО (3+): «Способность использовать приемы первой помощи, методы защиты в условиях чрезвычайных ситуаций»; в ФГОС ВО (3++), вводимых с 2017 г.: «Способность создавать и поддерживать безопасные условия жизнедеятельности, в том числе при возникновении чрезвычайных ситуаций».
Для студентов политехнических вузов, которых готовят для работы на объектах, являющихся продуктами развития техносферы и представляющих реальную угрозу для каждого человека и общества в целом, мы предлагаем расширенную формулировку профессионально значимой компетенции: «Способность понимать явления окружающей среды и техносферы на основе естественно-научных знаний, уметь оценивать безопасность с точки зрения техногенного риска, владеть приемами защиты от негативных воздействий на человека, природу и общество, быть готовым к предотвращению опасных ситуаций в природе, обществе и производственной деятельности».
Под готовностью будущего инженера к обеспечению техносферной безопасности будем понимать совокупность взаимосвязанных индивидуально-психологических особенностей личности, профессиональных и специальных знаний, умений и навыков в сфере обеспечения безопасности, определяющих стремление к обучению новым способам и приемам выполнения деятельности, определенных компетенций, соответствующих данному виду профессиональной деятельности.
При детальном рассмотрении учебных планов можно прийти к выводу, что только физика изучается на первом курсе у всех направлений в политехническом вузе и является тем предметом, где можно и нужно поднимать вопросы и проблемы техносферной безопасности [2]. Но если мы обратимся к ФГОС по физике, то увидим, что компетенции, соответствующие техносферной безопасности, отсутствуют. Из-за такого пренебрежения к этой проблеме стали возможны в средствах массовой информации различного рада псевдонаучные манипуляции при освещении естественно-научной картины мира и современных достижений науки и техники.
Чтобы оценить реальную опасность для человека, необходимо знать естественно-научные основы техносферного воздействия на организм. Поэтому при изучении в техническом вузе всех разделов физики, химии, специальных технических дисциплин и проведении лабораторных работ необходимо уделять внимание междисциплинарным связям, что позволит сформировать готовность к обеспечению техносферной безопасности (таблица).
Темы модулей дисциплин, формирующих компетенцию обеспечения
техносферной безопасности (на примере направления 08.03.01 «Строительство»)
Наименование дисциплины Темы модулей дисциплин, формирующих компетентность обеспечения техносферной безопасности Содержание формируемой части компетенции
Философия - Понятие классической науки. - Формы и методы научного познания. - Понятие научной теории. - Парадигмы и научные революции Способность понимать явления окружающей среды и техносферы на основе естественнонаучных знаний
Безопасность жизнедеятельности - Теоретические условия безопасности жизнедеятельности. - Методы и средства защиты человека в отрасли производства. - Управление безопасностью на производстве и чрезвычайных ситуациях Уметь оценивать безопасность с точки зрения техногенного риска, владеть приемами защиты от негативных воздействий на человека, природу и общество
Экология - Биосфера и человек в биосфере. - Антропогенное загрязнение, пути и методы сохранения современной биосферы. - Экозащитная техника и технологии. - Основы экологического права Способность понимать явления окружающей среды и техносферы на основе естественнонаучных знаний
Физика - Механика. - Оптика. - Термодинамика. - Электродинамика - Квантовая и ядерная физика
Сопротивление материалов - Механические свойства материалов при растяжении и сжатии. - Поведение различных конструкционных материалов при действии внешних нагрузок
Химия - Тепловые эффекты химических реакций. - Скорость химических реакций. Зависимость скорости химических реакций от температуры. - Катализаторы. - Получение и химические свойства металлов. - Взаимодействие металлов с кислотами. - Химическая и электрохимическая коррозия металлов. - Химические свойства силикатов. - Получение полимеров: полимеризация и поликонденсация. - Пластмассы Уметь оценивать безопасность с точки зрения техногенного риска, владеть приемами защиты от негативных воздействий на человека, природу и общество, быть готовым к предотвращению опасных ситуаций в природе, производственной деятельности и обществе
Наименование дисциплины Темы модулей дисциплин, формирующих компетентность обеспечения техносферной безопасности Содержание формируемой части компетенции
Строительные материалы - Строение, состав и свойства строительных материалов См. выше
Теплогазоснабжение и вентиляция с основами теплотехники - Процессы теплообмена. - Виды источников тепловой энергии. Системы теплоснабжения
Водоснабжение и водоотведение с основами гидравлики - Подготовка воды для питьевого и промышленного водоснабжения. - Классификация сточных вод и их водоотведение Быть готовым к предотвращению опасных ситуаций в природе, производственной деятельности и обществе
Электроснабжение с основами электротехники - Особенности электромагнитных процессов в электротехнических устройствах переменного напряжения
Основы архитектуры зданий и сооружений - Конструкции гражданских и промышленных зданий
Как показывает многолетняя практика преподавания, вопросы, связанные с воздействием на живые организмы, вызывают дополнительный интерес к предметам естественно-научного цикла, показывая их роль в формировании естественно-научной картины мира, формируют готовность к обеспечению техносферной безопасности студентов всех направлений подготовки.
На современном этапе развития техносферы актуальной является не только индивидуальная цель любого организма - самосохранение, но также сохранение и обеспечение безопасности других людей и окружающей среды. Для обеспечения безопасности в быту, на рабочем месте и во время отдыха необходимо сформировать культуру безопасности жизнедеятельности (КБЖ) каждого человека. Формирование КБЖ на различных этапах обучения должно сопровождаться получением естественно-научных знаний, необходимых для адекватной оценки опасностей со стороны техносферных объектов [1].
Для непрерывного формирования сформулированной компетентности обеспечения техносферной безопасности необходимо создать соответствующую поставленным задачам образовательную среду предметной области, опираясь на педагогический потенциал взаимодействия субъектов образовательной деятельности и междисциплинарные связи.
Образовательная среда формирования компетентности обеспечения техносферной безопасности может быть сформирована только при взаимодействии образовательного субъекта с внешней средой. В наше время развития информационных технологий необходимо научить студентов наблюдать за развитием естественно-научной картины мира с точки зрения техносферной опасности при анализе публикаций и сообщений на просторах Интернета.
Вопросы техносферной безопасности необходимо включать в экзаменационные билеты по предметам естественно-научного цикла.
Например, по дисциплине «Общая энергетика» к вопросу «Устройство ГЭС и их использование» добавляем предложение: «Дайте оценку техносферной опасности ГЭС при их строительстве, эксплуатации и возможной аварии»; в рабочую программу дисциплины «Гидравлика», кроме вопросов об основных физических свойствах жидкостей и газов, законах их кинематики, статики и динамики, сил, действующих в жидкостях и гидромеханических процессов, необходимо добавить следующие вопросы:
- методы и устройства снижения негативных влияний гидравлического
удара;
- аэрация: причины возникновения, возможные опасности и методы снижения негативных влияний;
- кавитация: определение, причины возникновения, опасности кавитации, методы снижения негативных влияний.
Как известно, именно с кавитацией связано разрушение генератора на Саяно-Шушенской ГЭС и гибель десятков людей в августе 2009 г.
При изучении раздела курса физики «Виды радиоактивного распада» студенты на лекции заинтересовались новыми источниками энергии, которые работают без подзарядки в течение нескольких десятков лет и могут быть применены для питания смартфонов и ноутбуков. Сразу возник вопрос о безопасности применения этих источников энергии, так как в них применяется бета-распад.
Вопросы техносферной безопасности, обсуждаемые на занятиях, должны соответствовать тематике занятия и быть актуальными на момент проведения занятия. Обсуждение этих вопросов способствует пониманию причин техносферной опасности и значимости компетентности обеспечения техносферной безопасности для учета влияния негативных последствий техносферных факторов.
Приведем примеры обсуждаемых вопросов при изучении курса физики.
Механика
1. Почему запрещена остановка транспорта на мостах?
2. Почему невозможно остановить транспортное средство мгновенно?
3. Для чего в машинах и механизмах учитывают запас прочности?
4. Влияние на организм движения с ускорением.
5. В каких случаях наблюдается гироскопический эффект? Где используется и когда представляет опасность?
Термодинамика
6. Влияние тепловых машин на состояние техносферы.
7. Техника безопасности при проведении экспериментов по термодинамике.
8. Техника безопасности при использовании тепловых машин.
9. Почему необходимо в автомобилях регулярно проверять уровень масла и охлаждающей жидкости?
10. Перспективы совершенствования тепловых машин и проблемы повышения их коэффициента полезного действия.
11. Возможные причины аварий и катастроф, связанных с тепловыми машинами.
Электродинамика
12. Условия электризации тел и наблюдение явления в быту и технике. В чем заключается опасность явления?
13. Способы уменьшения нежелательной электризации.
14. Меры безопасности при применении конденсаторов.
15. Виды источников тока, их влияние на техносферу.
16. Безопасность источников энергии нового поколения - бета-батарей.
17. Основы безопасного использования высоковольтного напряжения в быту и на производстве.
18. Влияние электростанций различного вида на техносферу.
Магнетизм
19. Воздействие источников постоянного магнитного поля на организм.
20. Взаимное влияние техносферы и магнитосферы Земли.
21. Возможные последствия движения магнитных полюсов Земли.
22. Воздействие переменного магнитного поля на живые и неживые объекты.
23. Применение индукционных печей и индукционных плит на производстве и в быту.
24. Защита оборудования с помощью явления самоиндукции.
Электромагнитные волны. Оптика
25. Влияние электромагнитных излучений разных диапазонов на живые организмы, бытовую технику и промышленное оборудование.
26. Способы защиты от электромагнитных излучений.
27. Безопасность проведения лабораторных работ по оптике.
28. Условия безопасного применения лазеров в быту, при массовых мероприятиях и в промышленности.
29. Почему опасно применять солнцезащитные очки с фиолетовыми стеклами?
30. Для чего применяются очки с желтыми стеклами?
Атомная и ядерная физика
31. Оцените опасность видов радиоактивных излучений по их свойствам.
32. Как можно защититься от радиации?
33. Вред и польза естественной радиации.
34. Влияние радиации на человека.
35. Источники радиации в быту и на производстве.
36. Как можно контролировать уровень радиации?
37. Почему мрамор нельзя применять для оформления жилых помещений?
38. Причины и последствия аварий на атомных электростанциях.
Конечно, времени отводимого учебной программой на лекционные
занятия, недостаточно для обсуждения. Большая часть вопросов обсуждается на практических занятиях, во время защиты лабораторных работ
и индивидуального отчета по теме модуля. После обсуждения можно сделать вывод об уровне сформированности компетентности обеспечения техносферной безопасности. Окончательно данная компетентность должна быть сформирована во время изучения дисциплины «Безопасность жизнедеятельности», а междисциплинарные связи должны обеспечить непрерывность этого процесса.
Вопросы по дисциплинам, связанные с техносферной безопасностью, должны войти в фонд оценочных средств, а значит, присутствовать при теоретическом опросе, решении практических задач, выполнении контрольных работ и защите лабораторных работ. Таким образом, преподаватель на основе ФГОС ВО будет моделировать образовательную среду предметной области во взаимосвязи техносферной угрозы для социума и индивидуума с естественнонаучной картиной мира.
Список литературы
1. Долинина И.Г., Кушнарева О.В. Модель формирования культуры безопасности жизнедеятельности студентов в политехническом вузе // Фундаментальные исследования. - 2015. - № 9. - С. 19-22.
2. Леонова Н.А., Каверзнева Т.Т., Ульянов А.И. Междисциплинарная связь курсов физики, безопасности жизнедеятельности и техносферной безопасности // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Гуманитарные и общественные науки. - 2014. - № 3 (203). - С. 161-165.
3. Литвинов Э.П. Философские основы концепции безопасности // Пространство и Время. - 2012. - № 1 (7). - С. 66-73.
4. Wildavsky A, Wildavsky A. Risk and Safety // The Library of Economics and Liberty [Электронный ресурс]. - URL: https://www.econlib.org/library/Enc/RiskandSafety.html (дата обращения: 22.11.2020).
