МЕТОДОЛОГИЯ ВНЕДРЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ КОМПОНЕНТЫ В СТРУКТУРУ И СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ УЧЕБНЫХ ДИСЦИПЛИН ПО ПРОГРАММИРОВАНИЮ ДЛЯ ИНЖЕНЕРНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ И ПРОФИЛЕЙ В ТЕХНИЧЕСКОМ ВУЗЕ Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 378.147

Методология внедрения экологической компоненты в

структуру и содержание лабораторно-практических занятий учебных дисциплин по программированию для инженерных направлений и профилей в техническом вузе

Тюльпинова Н. В.

Брянский государственный технический университет Брянск, Россия ninatulpinova@mail. ru

Описана нормативно-правовая база национальной стратегии экологического образования. Отмечена необходимость развития у обучающихся способности оценивать результаты и последствия своей деятельности с точки зрения ненанесения или минимизации вреда окружающей среде. Рассмотрены методологические и прикладные аспекты формирования экологической культуры обучающихся в междисциплинарном контексте. Отмечена ключевая роль программирования в организации межпредметных связей между экологией, информатикой и математикой. Выявлено связующее звено между программированием и экологическим экспериментом. Предложена методология внедрения экологической компоненты в структуру и содержание лабораторно-практических занятий в курсе программирования. Сделан акцент на включение обучающихся в познавательно-исследовательскую деятельность, направленную на изучение экологических проблем и поиск путей их решения, на переход от объяснительно-иллюстративного к деятельностному подходу в обучении. Представлен пример разработки экологического приложения. Приведен соответствующий программный код и верификационный протокол. Обозначен педагогический потенциал программирования в борьбе с экологическим невежеством и неумением видеть и чувствовать связь между своим самочувствием, здоровьем, безопасностью и процессами, происходящими в природной среде, поскольку основой общечеловеческой культуры третьего тысячелетия является экологическая культура и взгляд на себя как на творца нового экологосообразного мира, базирующегося на межпредметном научном знании.

Ключевые слова: экология, программирование, межпредметная связь, планирование эксперимента.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время основополагающим документом в области охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности в нашей стране являются «Основы государственной политики в области экологического развития Российской Федерации до 2030 года», утверждённые Президентом РФ 30 апреля 2012 года. Согласно этому документу, одной из основных задач государства является формирование экологической культуры, развитие экологического образования и воспитания. При этом в качестве механизма реализации данной задачи предусмотрено формирование у всех слоев населения, а прежде всего у молодежи, экологически ответственного мировоззрения; включение вопросов охраны окружающей среды в новые образовательные стандарты; обеспечение направленности процесса воспитания и обучения в образовательных учреждениях на формирование экологически ответственного поведения. В этой связи весьма актуальной является экологизация образовательного процесса в междисциплинарном контексте, поскольку вопросы экологии в той или иной степени могут быть освещены в рамках всех без исключения учебных дисциплин в контексте области знаний каждой конкретной дисциплины. В настоящей статье рассматривается методология внедрения экологической компоненты в процесс преподавания учебных дисциплин по программированию для инженерных направлений и профилей в техническом вузе, так как именно программирование позволяет эффективно организовать межпредметные связи между экологией, информатикой и математикой, а также дает возможность сформировать исследовательские навыки решения экологических задач.

ISSN 2414-4738 Published by V. I. Vernadsky Crimean Federal University, Simferopol

Цель настоящих исследований - выработать методологию внедрения экологической компоненты в структуру и содержание лабораторно-практических занятий учебных дисциплин по программированию для инженерных направлений и профилей в техническом вузе

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Основу курса программирования в техническом вузе составляет изучение алгоритмов обработки массивов (одномерных и двумерных, векторов и матриц), а основу исследований в экологии составляет планирование эксперимента. Матричный подход в теории планирования эксперимента - это то связующее звено между программированием и экологическим экспериментом, которое позволяет наполнить смысловым экологическим содержанием решение традиционных программистских задач обработки массивов: объявление массивов, заполнение массивов, обработка массивов, вывод массивов. Сущность предлагаемой методологии заключается в том, что обучающийся в рамках лабораторно-практических занятий по теме «Массивы» в курсе программирования создаёт не какие-то абстрактные программы из задачника по программированию, а разрабатывает прикладные программы, посвящённые заданной экологической проблеме и её решению методом планирования экологического эксперимента. Для удобства программирования наиболее подходит двухуровневый полный факторный эксперимент. Исходными данными для таких экологических приложений могут являться опубликованные научные результаты экологических экспериментов различной направленности (Брындина, Полянский, 2013; Антонова, 2016а, 2016b; Ищенко, 2016; Холодов, 2016; Житенев, Андреюк, 2019; Кузнецов и др., 2020; Кулакова и др., 2021).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Ниже представлена методология внедрения экологической компоненты в структуру и содержание лабораторно-практических занятий по теме «Массивы» в курсе программирования, включающая 10 этапов.

Этап №1. Изучение обучающимися методов и приемов разработки алгоритмов и программ решения типовых задач обработки массивов (Тюльпинова, 2019а, 2019b).

Этап №2. Подготовка индивидуальных заданий для обучающихся на разработку экологических приложений.

Этап №3. Подготовка числовых верификационных расчётных примеров для обучающихся (Тюльпинова, 2020а, 2020b).

Этап №4. Постановка экологической проблемы перед обучающимися, например, «Загрязнение воды нитратами».

Этап №5. Рассмотрение этой проблемы совместно с обучающимися по некоторому заранее разработанному плану, например: 1) вред здоровью человека вследствие загрязнения воды нитратами; 2) источники загрязнения воды нитратами; 3) методы очистки воды от загрязнения её нитратами.

Этап №6. По итогам вышеуказанного рассмотрения обучающиеся разрабатывают первую часть своего экологического приложения, тезисно излагая суть рассматриваемой проблемы. Пример организации пользовательского интерфейса представлен на рисунке 1a-d. Такое приложение следует разрабатывать в среде визуального программирования (например, в IDE Lazarus) в целях закрепления навыков как формирования внешнего вида программы и её интерфейса, так и написания программного кода, заставляющего работать элементы этого интерфейса.

Этап №7. Описание обучающимся экологического эксперимента, направленного на решение поставленной проблемы; представление числовых данных этого эксперимента; описание алгоритма обработки этого эксперимента с приложением числовых верификационных расчётных примеров, например, исследуется эффективность ионообменной очистки воды от нитратов в зависимости от трёх факторов: 1) скорости фильтрации воды; 2) отношения высоты загрузки фильтрационной колонки к её диаметру; 3) температуры очищаемой воды (Житенев, Андреюк, 2019; Кулакова и др. 2021).

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДЫ НИТРАТАМИ

®ВРЕД(1) ОВРЕД(2) ОИСТОЧНИКИ ООЧИСТКА

Жизнь и здоровье человека тесно связаны с окружающей средой (биосферой), где одним из важнейших компонентов является вода. Загрязнение природных вод нитратами в результате антропогенной деятельности и техногенного воздействия предприятий наносит непоправимый ущерб экосистеме и делает воды непригодными для использования, так как употребление воды со сверхнормативным содержанием нитратов опасно для здоровья человека. Присутствие нитратов в питьевой воде приводит заболеванию водонитратной метгемоглобинемиеи и способствует развитию различных степеней кислородного голодания организма.

Нитраты, поступая в организм с водой, под воздействием кишечной микрофлоры восстанавливаются в нитриты. Последние поступают в кровь и блокируют гемоглобин путем образования метгемоглобина, который не способен вступать в обратимую реакцию с кислородом и переносить его. 8 случае его накопления снижается насыщение артериальной крови кислородом, развивается гипоксия, возникает кислородное голодание. Если показатель метгемоглобина составляет 15 %, это проявляется быстрой утомляемостью, вялостью и головокружением. Увеличение метгемоглобина до 6о % приводит к летальному исходу. Снижение уровня гемоглобина может привести к ухудшению работы сердечной и сосудистои системы, закупорке сосудов и капилляров, инсульту. Кислородная недостаточность вызывает сильные головные боли, мигрени, обмороки и тошноту. Превышение концентрации нитратов в воде становится причиной отравления, нарушения работы желудочно-кишечного тракта, выделительной и эндокринной системы, разрушения зубной эмали и появления кариеса.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ а

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДЫ НИТРАТАМИ

ОВРЕД(1) ® В Р Е Д( 2 ) ОИСТОЧНИКИ ООЧИСТКА

Допустимая суточная доза нитратов, поданным экспертов ВОЗ, составляет 5 мг на 1 кг массы тела, или 350 мг для человека с массой тела 70 кг. При концентрации нитратов в воде на уровне гигиенического норматива (45 мг/л) в течение суток с 3 л воды в организм человека может поступить 135 мг нитратов. Острое отравление у взрослых наблюдается при поступлении 1-г, г нитратов. Доза 8 г нитратов может привести к гибели человека, а доза 13-14 г является абсолютно смертельной.

Особую опасность нитраты представляют для детей раннего возраста, у которых вследствие отсутствия метгемоглобинредуктазы (фремента, который разрушает метгемоглобин), происходит накопление метгемоглобина в крови, и когда его количество достигает ю%, появляются клинические признаки метгемоглобинемии: акроцианоэ (синюшная окраска кожи носогубного треугольника, мочек уха, кончиков пальцев), одышка, тахикардия (учащенное сердцебиение). Притяжелых формах заболевания (содержание метгемоглобина до 30%) развиваются судороги, дыхание Чейна-Стокса и наступает смерть.

Однако, повышенное содержание нитратов в воде опасно для здоровья не только из-эа развития гипоксии. Это связано с ролью нитратов в синтезе нитрозаминов и нитрозамидов. Нитро-замидам и нитроэаминам свойственно мутагенное и канцерогенное действие, поэтому повышенное содержание нитратов в воде способствует повышению онкологической заболеваемости населения.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДЫ НИТРАТАМИ

ОВРЕД(1) ОВРЕД(2) «ИСТОЧНИКИ ООЧИСТКА

Нитраты - это ионы с одним зарядом (N0,), соли азотной кислоты. Ранее было распространено известное многим специалистам и работникам сельского хозяйства название «селитра». Это вещество является эффективным и сравнительно недорогим удобрением, поэтому широко используется и в наши дни, несмотря на потенциальную опасность для здоровья человека.

Также нитраты являются конечным продуктом распада азотсодержащих белковых соединений, источниками которых могут быть трупы животных, моча, фекалии, бытовые отходы.

Наличие нитратов в воде говорит о естественном самоочищении водоема. В чистой природной воде содержание нитратов не превышает 1-2 мг/л. Однако нужно помнить, что широкое использование нитратных удобрений приводит к загрязнению воды нитратами через почву. Санитарными правилами установлена норма содержания нитратов в питьевой воде - 45 мг/л.

Активное загрязнение водоноса происходит по множеству причин. Среди них присутствует сброс промышленных отходов. Однако нитраты в воде из скважины могут также появляться и повышать свой «вес» за счет других факторов:

1. Недалеко от источника происходит слив бытовой химии.

2. Рядом располагается общественный туалет, яма для отходов, баня, септик.

3. На садово-огородной территории осуществляется обработка растений с помощью азотсодержащих удобрений (например, многие садоводы часто пользуются селитрой, содержащей огромный процент вредных соединений) большой концентрации.

4. Рядом с гидротехническим сооружением присутствует массовое захоронение.

Насыщение почвы нитратами приводит к постепенному проникновению химического соединения в водоносный горизонт, а далее - вскважинный источник.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ с

]

Рис. 1. Пользовательский интерфейс экологического приложения (начало)

Рис. 1. Пользовательский интерфейс экологического приложения (окончание)

Этап № 8. По итогам вышеуказанного описания обучающиеся разрабатывают вычислительную программу обработки экологического эксперимента. Пример программного кода на языке программирования Паскаль представлен на рисунке 2, верификационный пример - на рисунке 3. Данную программу следует разрабатывать как консоль-приложение (например, в IDE Free Pascal) в целях закрепления навыков работы с массивами.

- program ecology; 98 195

2 uses crt; 99 for i:=l to N do 196 writeln(f,' Yexp');

3 100 for j:=1 to N do 197 for i:=l to N do

4 const 101 XT [i, ]:=X[j,i]; 198 begin

: N=8; 102 199 for j:=l to M do

6 M=3; 103 for i:=l to N do 200 write(f,Yexp[i,j]:6:2);

7 G t=0.5157; 104 for j:=1 to N do 201 writeln(f);

? t t=2.1199; 105 begin 202 end;

9 106 S : =0 ; 203

:: var for k:=l to N do 204 writeln(f,' Y');

il X,XT,MULT1: array[1..N,1..N] of integer; 1C3 S =S+XT i,k]*X[k,j]; 205 for i:=l to N do

12 OBR,TEMP:array[1..N,1..N] of real; 109 MULT1[i,j :=S; 206 writeln(f,Y[i]:7:3);

13 Yexp: array[1..N,1..M] of real; 110 end; 207

14 Y,MULT2,B t r:array[l..N] of real; ::: 208 writeln(f,' S2');

15 S2:array[1..N] of real; 112 for i:=1 to N do 209 for i:=l to N do

16 t: array[1 .N] of boolean; 113 for j:=1 to N do 210 writeln(f,S2[i]:6:3);

17 i, j, k,S,token : integer ; 114 OBR[i, ]:=MULTl[i,j]; 211

18 sum,maxS2 sumS2,G_r,S2Y,S2Bi,SBi: real; 115 212 writeln(f,' maxS2=',maxS2:l:3);

19 f:text; 116 for k:=l to N do 213 writeln(f,' sumS2=',sumS2:l:3);

:: strl,str2 strG,strt,strY: string; 117 begin 214 writeln(f,' G r=',G r:1:4);

21 118 for i:=l to N do 215 writeln(f,' ',strG);

22 begin 119 for j:= 1 to do 216

23 clrscr; 120 begin 217 writeln(f,' XT');

24 121 if (i=k) and (j=k) then 218 for i:=l to N do

25 token:=1; 122 TEMP[i j]:=l/OBR[i,j]; 219 begin

26 for j:=l to N do 123 if (i=k) and (jOk) then 220 for j:=l to N do

27 for i:=1 to N do 124 TEMP[i j]:=-OBR[i,j]/OBR[k,k]; 221 write(f,XT[i,j]:2);

28 begin 125 if (iOk and (j=k) then 222 writeln(f);

29 case j of 126 TEMP[i j]:=OBR[i,k]/OBR[k,k]; 223 end;

30 1 X[i,j]:=1; 127 if (iOk and (jOk) then 224

31 2 if i mod 2=0 then 128 TEMP[i j]:=OBR[i,j]-OBR[k,j]*OBR[i,k]/OBR[k,k] 225 writeln (f,' MULT11);

32 X[i,j]:=-1 129 end; 226 for i:=l to N do

33 else 130 for i:=l to N do 227 begin

34 X[i,j]:=1; 131 for j:= 1 to N do 228 for j:=l to N do

35 3 begin 132 OBR[i,j]:=TEMP[i,j]; 229 write(f,MULTl[i,j]:2);

36 X[i,j]:=token; 133 end; 230 writeln(f);

37 if i mod 2=0 then 134 231 end;

38 token:=token*(-l); 135 for i:=l to N do 232

39 end; 136 begin 233 writeln(f,' OBR');

40 4 begin 137 sum:=0; 234 for i:=l to N do

il X[i,j]:=token; 138 for k:=l to N do 235 begin

42 if i mod 4=0 then 139 sum:=sum+XT i,k]*Y[k] ; 236 for j:=l to N do

43 token:=token*(-l); 140 MULT2[i :=sum; 237 write(f,OBR[i,j]:6:3);

; end; 141 end; 238 writeln(f);

55 5 X[i,j]:=X[i,2]*X[i,3] ; 142 239 end;

46 6 X[i<j]:=X[i,2]*X[i,4] ; 143 for i:=l to N do 240

47 7 X[i,j]:=X[i,3]*X[i,4] ; 144 begin 241 writeln(f,' MULT2');

Î8 8 X[i,j] :=X[i,2]*X[i,3]*X[i,4] 145 sum:=0; 242 for i:=l to N do

49 end; 146 for k:=l to N do 243 writeln(f,MULT2[i]:8:3);

50 end; 147 sum:=sum+OBR[i,k]*MULT2[k] ; 244

51 148 B[i]:=sum; 245 writeln(f,' B');

52 assign(f, exp.txt'); 149 end; 246 for i:=l to N do

53 reset(f); 150 247 writeln(f,B[i]:7:3);

54 for i:=l to N do 151 S2Y:=sumS2/N; 248

55 for j:=l to M do 152 S2Bi:=S2Y/(N*M) 249 writeln(f,' S2Y=',S2Y:1:3);

56 read(f,Yexp[i,j]); 153 SBi:=sqrt(S2Bi) 250 writeln(f,' S2Bi=',S2Bi:1:3);

57 close(f); 154 251 writeln(f,' SBi=',SBi:1:3);

58 155 for i:=l to N do 252

for i:=l to N do 156 t_r[i]:= abs(B[i])/SBi; 253 writeln(f,' t_r');

60 begin 157 254 for i:=l to N do

61 sum : =0 ; 158 for i:=l to N do 255 writeln(f,t_r[i]:9:4);

62 for j =1 to M do 159 if t r[i]>t t then 256

63 smn =sum+Yexp[i,j]; 160 t[i]:= TRUE 257 writeln(f,' t_t=',t_t:l:4);

6 ; Y[i]: =sum/M; 161 else 258

65 end; 162 t|t]:» FALSE; 259 writeln(f,' t');

66 163 260 for i:=l to N do

67 for i:=l to N do 164 strY:='Y= 261 writeln(f,' ',t[i]);

6Е begin 165 for i:=l to N do 262

69 sum:=0; 166 if T[i]= TRUE then 263 write(f,' ',strY);

70 for j =1 to M do 167 begin 264

71 smn =sum+sqr(Yexp[i,j]-Y[i]); 168 str(B[i]: 1:3,strt) ; 265 close(f);

72 S2[i] =sum/(M-l); 169 if (B[i]>0) and (iOl) 266

73 end; then strt:='+'+strt; 267 writeln (strY);

74 171 case i of 268 writeln('Расчет завершен!');

75 maxS2:=S2[l]; 172 1 strY =strY+strt; 269 write('Протокол записан в файл "report.txt"!');

76 for i:=2 to N do 173 2 strY =strY+strt+'XI1 ; 270

77 if S2[i >maxS2 then 174 3 strY =strY+strt+'X21 ; 271 readkey;

78 maxS2 =S2[i]; 175 4 strY =strY+strt+'X3'; 272 end.

79 176 5 strY =strY+strt+'X1X2'; 273

80 sumS2:=0; 6 strY =strY+strt+'X1X3'; 274

81 for i:=l to N do 178 7 strY =strY+strt+'X2X3';

82 sumS2:=sumS2+S2 [i]; 179 8 strY =strY+strt+'X1X2X3';

83 180 end;

; ; G r:=maxS2/sumS2; 181 end;

85 182

86 if G_r<G t then 183 assign(f, report.txt');

87 begin 184 rewrite(f);

88 str (G r: 1:4,strl); 185

89 str (G _t:1:4,str2) ; 186 writeln (f ' X')

90 strG: 'Gr='+strl+1<Gt='+str2 ; 187 for i:=l to N do

91 end 188 begin

92 else 189 for j =1 to N do

93 begin 190 write(f,X i,j]:2);

94 writeln('ERROR: INCREMENT M' ) ; 191 writeln(f);

95 readkey; 192 end;

96 halt; 193

97 end; 194

Рис. 2. Программный код экологического приложения

Рис. 3. Верификационный пример экологического приложения

С точки зрения программирования, в программном коде (рис. 2) объявлению массивов посвящены строки 10-20, заполнению массивов - строки 25-57, обработке массивов - строки 59-181, выводу массивов - строки 183-265.

С точки зрения экологического эксперимента, в программном коде (рис. 2) формированию матрицы планирования эксперимента посвящены строки 25-50, чтению из файла результатов эксперимента - строки 52-57, проверке однородности дисперсий по критерию Кохрена - строки 59-97, расчёту и проверке значимости коэффициентов уравнения регрессии по критерию Стьюдента - строки 99-181. В целях сокращения трудоёмкости программирования проверку адекватности модели по критерию Фишера можно опустить.

Результатом работы данного консоль-приложения является уравнение регрессии в безразмерной форме, а также числовой протокол всех расчётов, записанный файл (рис. 3).

Этап № 9. Если вышеуказанное консоль-приложение работает верно, то его программный код может быть использован для разработки второй части экологического приложения в IDE Lazarus (рис. 1 e-f), при этом обучающиеся реализуют не только вывод итоговой зависимости эффективности очистки воды от исследуемых факторов, но и представляют полученный результат в виде диаграммы влияния факторов и их взаимодействий.

Этап № 10. Анализ обучающимися полученной регрессионной модели и подготовка выводов с учётом интерпретации факторов и межфакторных взаимодействий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Экологическое образование обучающихся только тогда может быть высокоэффективным, когда различные аспекты его содержания раскрываются во взаимодействии учебных дисциплин. Представленная методология экологизации программирования направлена на преодоление экологического невежества, ведь, как известно, именно невежество, в смысле отсутствия или недостатка экологического образования, является причиной аварий, катастроф и бедствий, а в широком смысле -причиной глобального экологического кризиса. Это чрезвычайно важно, так как перед современными выпускниками технических вузов, которые ответственны за дальнейшее развитие техники и технологий, стоит задача по реализации этих технологий таким образом, чтобы минимизировать воздействие на окружающую среду.

Список литературы

Антонова Е. В. Исследование возможности применения скрытокристаллического графита для очистки вод от повышенного содержания железа // Проспект Свободный-2016: сборник матер. Междунар. конф. студ., асп. и мол. уч., посвященной Году образования в Содружестве Независимых Государств (Красноярск, 15-25 апреля 2016 г.). - Красноярск, 2016. - Зеленая металлургия. - С. 7-11.

Антонова Е. В., Бурцева Э. Н. Исследование возможности применения наноструктурированной композиции «алюминий - графит» для очистки отработанных вод от повышенного содержания железа // Проспект Свободный-2016: сборник матер. Междунар. конф. студ., асп. и мол. уч., посвященной Году образования в Содружестве Независимых Государств (Красноярск, 15-25 апреля 2016 г.). - Красноярск, 2016. - Зеленая металлургия. - С. 1218.

Брындина Л. В., Полянский К. К. Математическое обоснование условий биосорбционной очистки белковосодержащих отработанных технологических вод // Вестник Томского государственного университета. -2013. - Т. 18, Вып. 4. - С. 1466 - 1470.

Житенев Б. Н., Андреюк С. В. Планирование многофакторного эксперимента на примере ионообменной очистки воды от нитратов // Вестник Брестского государственного технического университета. Водохозяйственное строительство, теплоэнергетика и геоэкология. - 2019. - № 2 (115). - С. 38-43.

Ищенко Е. П. Очистка нефтезагрязненных почв с использованием лузги подсолнечника: дис. ... канд. техн. наук: спец. 06.01.02 Мелиорация, рекультивация и охрана земель. - Самара: Самарский государственный технический университет, 2016. - 132 с.

Кузнецов С. И., Венгер Е. А., Мищенко Е. В., Куликова И. О. Абсорбционный метод нейтрализации сернистого ангидрида // Вестник Херсонского национального технического университета. - 2020. - № 2 (73). - С. 23-33.

Кулакова С. И., Подлипенская Л. Е., Мельничук Д. А. Организация и математическое планирование эксперимента. - Алчевск: ДонГТИ, 2021. - 121 с.

Тюльпинова Н. В. Алгоритмизация и программирование. - Саратов: Вузовское образование, 2019. - 200 с. Тюльпинова Н. В. Технология алгоритмизации и программирования на языке Pascal. - Саратов: Вузовское образование, 2019. - 244 с.

Тюльпинова Н. В. Программный комплекс сквозной автоматизации имитационного моделирования бизнес-процессов // Наука Красноярья. - 2020. - Т. 9, № 1. - С. 184-198.

Тюльпинова Н. В., Ромашенкова А. А. Прогнозирование параметров качества процесса кислородной резки металла методами теории планирования // Современные материалы, техника и технологии. - 2020. - № 3 (30). - С. 71-77.

Холодов В. И. Планирование экспериментов в гидробиологических исследованиях. - Симферополь: Н. Орiанда, 2016. - 196 с.

Tyulpinova N. V. Methodology for introduction the environmental component into the structure and content of laboratory and practical classes of academic disciplines in programming for engineering profiles in technical university // Ekosistemy. 2023. Iss. 34. P. 208-215.

The regulatory framework of the national strategy of ecological education is described. The necessity of developing students' ability to assess the results and consequences of their activities from the point of view of non-infliction or minimization of harm to the environment is noted. Methodological and applied aspects of the formation of ecological culture of students in an interdisciplinary context are considered. The key role of programming in the organization of interdisciplinary connections between ecology, computer science and mathematics is noted. The link between programming and environmental experiment is revealed. The methodology of introducing an ecological component into the structure and content of laboratory and practical classes in the programming course is proposed. The emphasis is placed on the inclusion of students in cognitive research activities aimed at studying environmental problems and finding ways to solve them, on the transition from an explanatory and illustrative to an activity-based approach in teaching. An example of the design of an ecological application is presented. The corresponding program code and verification protocol are given. The pedagogical potential of programming in the fight against environmental ignorance and inability to see and feel the connection between one's well-being, health, safety and the processes taking place in the natural environment is indicated, since the basis of the universal culture of the third millennium is ecological culture and the view of oneself as the creator of a new ecological-like world based on interdisciplinary scientific knowledge.

Key words: ecology, programming, interdisciplinary communication, design of experiment.

Поступила в редакцию 02.12.22 Принята к печати 30.12.22