CC BY
9ПЕДАГОГИКА
(шифр научной специальности: 5.8.7)
Научная статья УДК 37
doi: 10.18522/2070-1403-2023-97-2-147-155
ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕТОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПРАКТИКО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ МАТЕМАТИКЕ БУДУЩИХ ИНЖЕНЕРОВ ПОЖАРНОЙ И ТЕХНОСФЕРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
© Александра Сергеевна Гребенкина
Академия гражданской защиты Министерства по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий Донецкой Народной Республики, г. Донецк, Россия grebenkina. aleks@yandex. ru
Аннотация. Предложено организовать математическую подготовку курсантов пожарно-технических специальностей на основе практико-ориентированного подхода к обучению. Определены методологические подходы, на основе которых осуществляется такая подготовка. Сформулированы принципы практико-ориентирован-ного обучения математике, соответствующие каждому подходу. Представлена методическая система практико-ориентированного обучения математике будущих инженеров-спасателей. В каждом структурном элементе методической системы выделен практико-ориентированный компонент, учитывающий особенности профессиональной деятельности специалистов пожарной и техносферной безопасности, а также предметная, практико-о-риентированная и мировоззренческая составляющая. Описаны критерии оценивания эффективности разработанной методической системы обучения математике.
Ключевые слова: высшая математика, методическая система обучения, структура методической системы, практико-ориентированная математическая подготовка, практико-ориентированная математическая компетентность.
Для цитирования: Гребенкина А.С. Проектирование методической системы практико-ориентированного обучения математике будущих инженеров пожарной и техносферной безопасности // Гуманитарные и социальные науки. 2023. Т. 97. № 2. С. 147-155. doi: 10.18522/2070-1403-2023-97-2-147-155
PEDAGOGY
(specialty: 5.8.7)
Original article
Designing a methodological system of practice-oriented teaching in mathematics for future engineers of fire and technosphere safety
© Aleksandra S. Grebenkina
Academy of civil protection of the Ministry of Civil Defense, Emergencies and Disaster Relief of the
Donetsk People's Republic, Donetsk, Russian Federation
Abstract. It is proposed to organize mathematical training of cadets of fire-technical specialties on the basis of a practice-oriented approach to learning. Such training is aimed at developing students' practice-oriented mathematical compe -tence. The methodological approaches on the basis of which such training is carried out are determined. The principles of practice-oriented teaching of mathematics corresponding to each approach are proposed. A methodical system of practice-oriented teaching of mathematics for future rescue engineers is presented. In each structural element of the methodological system, a practice-oriented component is singled out, taking into account the specifics of the professional activities of fire and technosphere safety specialists, as well as the subject, practice-oriented and ideological component.
Key words: higher mathematics, methodical system of education, structure of methodical system, practice-oriented mathematical training, practice-oriented mathematical competence.
For citation: Aleksandra S. Grebenkina Designing a methodological system of practice-oriented teaching in mathematics for future engineers of fire and technosphere safety. The Humanities and Social Sciences. 2023. Vol. 97. No 2. P. 147-155. doi: 10.18522/2070-1403-2023-97-2-147-155
Введение
Современный этап развития техники и технологий предполагает активное внедрение математики в различные сферы жизнедеятельности, что значительно усиливает внимание к проблеме практической направленности обучения математике студентов технических специальностей. Разнообразие практических задач профессиональной деятельности в сфере обеспечения защиты населения и территорий, которые могут быть решены только с применением математических методов, актуализирует проблему поиска оптимального подхода к обучению будущих специалистов Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (далее МЧС).
Математическая подготовка играет важную роль в формировании профессиональных компетенций инженера пожарной и техносферной безопасности (далее ПТБ). Теория и методы математических наук служат основой разрешения целого ряда проблем, связанных с обеспечением пожарной, экологической, химической, радиационной безопасности. К ним относится, например, прогнозирование опасных факторов пожара, инженерная защита населения, разработка превентивных мер защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций различного характера и пр.
Необходимость оперативного разрешения перечисленных проблем для обеспечения безопасности жизнедеятельности общества требует от инженеров ПТБ умений решать практические задачи с применением математических методов, выполнять математическое и компьютерное моделирование опасных процессов и явлений, работать с современными цифровыми технологиями. В связи с этим математическая подготовка будущих специалистов МЧС должна быть практико-ориентированной, нацеленной на освоение курсантами способов действий по решению практических задач профессиональной деятельности инженеров-спасателей средствами математических методов и специализированных цифровых технологий. В результате математической подготовки у обучающихся должна быть сформирована практико-ориентированная компетентность.
Для формирования у курсантов пожарно-технических специальностей такой компетентности нами разработана методическая система практико-ориентированного обучения математике будущих специалистов ПТБ.
Обсуждение
В научных и методических публикациях определение понятия «методическая система» имеет различные трактовки. Например, Н.В. Кузьмина понимает методическую систему обучения как структуру, компонентами которой являются цели обучения, содержание обучения, методы обучения, формы и средства обучения. Все составляющие методической системы обучения выступают в столь тесной взаимосвязи, что всякое изменение одного из них влечет за собой изменение других составляющих и всей системы в целом [8]. В понимании В.М. Жучкова, методическая система обучения - это информационная модель, в которой представлены и описаны все взаимосвязанные элементы процесса обучении и сформулированы требования к его организации [6].
Как указывает М.В. Рыжаков, модель методический системы обучения объединяет целевой, содержательный и процессуальный компоненты с учетом интеграции фундаментальных, профессионально направленных и информационных знаний и умений в различных областях профессиональной деятельности [10].
Методическая система обучения математике - это сложная многокомпонентная структура, которая обладает устойчивыми связями и отношениями между компонентами. Проблемы проектирования методической системы обучения математике исследованы в работах ряда ученых: М.С. Артюхиной [1], Е.Г. Евсеевой [3], Г.И. Ковалевой [7], О.Ю. Скопинцевой-Се-даш [11], В.А. Цапова [12] и др. Так, О.Ю. Скопинцева-Седаш, говоря о методической системе обучения дисциплине «Статистика», представляет ее в виде упорядоченной совокупности взаимосвязанных и взаимообусловленных методов, форм и средств планирования и проведения, контроля, анализа, корректирования учебного процесса, направленных на повышение эффективности обучения учащихся [11].
В приведенных выше определениях методическая система обучения понимается как совокупность взаимосвязанных элементов, образовательная модель компонентов, оказывающих влияние друг на друга, концепция и пр. Обобщая различные подходы к пониманию сути методической системы обучения, отметим, что с позиций практико-ориентированного подхода к обучению такая система должна отражать: 1) научно-обоснованное планирование процесса обучения; 2) единство практической и теоретической подготовки обучающихся; 3) условия для самостоятельной активности курсантов; 4) возможность использования в учебном процессе практико-ориентированных цифровых средств и технологий обучения.
В монографии Е.Г. Евсеевой методическая система обучения математике студентов технических учебных заведений определена с позиций деятельностного подхода как целостная система, направленная на освоение студентами учебных действий и усвоение математических знаний, необходимых специалисту в будущей профессиональной деятельности, через проектирование и организацию целенаправленной учебной деятельности [3, с. 174]. Мы принимаем определение, данное Е.Г. Евсеевой, но считаем, что при проектировании учебной деятельности курсантов пожарно-технических специальностей акцент должен быть сделан на практическую составляющую служебной деятельности специалистов МЧС.
Построение методической системы обучения математике будущих инженеров ПТБ должно осуществляться с учетом особенностей функционирования ведомственных образовательных учреждений системы МЧС. Организация деятельности в таких учреждениях строго регламентирована условиями несения службы, а также временными рамками всех видов учебной деятельности. Поэтому все компоненты методической системы должны иметь четкую структуру, ко всем организационным формам обучения должна быть разработана инструкция, устанавливающая порядок и время выполнения каждого вида учебной деятельности. Методические материалы для курсантов должны содержать описание последовательности и порядка выполнения, а также четко оговоренные сроки выполнения каждого вида учебной работы, описание порядка и сроков ликвидации возможных задолженностей по дисциплине.
Также при проектировании методической системы обучения следует учесть потенциал математических дисциплин в процессе формирования личностных качеств, необходимых инженеру ПТБ для осознанного выполнения служебных обязанностей в ситуациях риска. Мы разделяем мнение, что в процессе обучения курсанту военного вуза необходимо отойти от инерционного восприятия мира, сделав смыслом образования приобретение профессиональных знаний и нравственных достоинств офицера [14].
Анализируя специфику обучения в военизированных образовательных учреждениях, Е.И. Мещерякова указывает, что цель разработки методической системы обучения - повышение эффективности формирования компетенций, предусмотренных для подготовки специалистов в ведомственных образовательных организациях [9]. Мы согласны с Е.И. Мещеряковой, но считаем, что методическая система практико-ориентированного обучения математике должна обеспечивать формирование компетенций инженера ПТБ в той части, которая может быть реализована в процессе математической подготовки.
Акцент во всех компонентах методической системы следует сместить на практиче -скую математическую подготовку будущих инженеров-спасателей. В целях и содержании обучения математике необходимо выделить структурные элементы, имеющие практическую значимость в деятельности специалистов МЧС. Методы, организационные формы и средства обучения должны отражать практические проблемы гражданской защиты, решаемые посредством математических методов или математического моделировании, тем самым максимально приблизив процесс обучения математике к реальным условиям служеб -ной деятельности инженеров пожарной безопасности.
Традиционно структура методической системы обучения математике содержит такие компоненты, как цели, содержание, методы, организационные формы и средства обучения [3; 7; 12].
Рассматривая методическую систему интерактивного обучения математике в вузе, М.С. Артюхина обязательным структурным компонентом системы считает образовательную среду. По мнению ученого, образовательная среда создает интеграционные связи всех компонентов процесса обучения и обеспечивает целостность методической системы. Важным компонентом методической системы обучения математике М.С. Артюхина считает педагогическое взаимодействие, опосредованное информационными технологиями и определяющее индивидуальную активность обучающихся [1].
Некоторые исследователи также предлагают включить в структуру методической системы обучения математике образовательную среду. Например, М.А. Шмонова к основным структурным компонентам методической системы относит образовательную среду, дидактические принципы обучения, цели обучения математике, содержание, методы, средства и формы обучения, диагностику качества обучения и результат процесса обучения математике [13]. По нашему мнению, образовательная среда является одной из возможных платформ, на которых будет реализована методическая система обучения. Поэтому включать ее в структуру методической системы не следует.
В процессе проектирования методической системы практико-ориентированного обучения математике необходимо учесть стремительную цифровизацию всех сфер деятельности общества, в том числе - деятельности в сфере обеспечения гражданской защиты (далее - ГЗ) населения и территорий от опасностей различного характера. Необходимо переосмыслить и внести соответствующие корректировки в цели, содержание, формы и методы обучения математике, учитывающие современный уровень развития техники и технологий.
К структурным компонентам методической системы практико-ориентированного обучения математике будущих специалистов ПТБ относим цели обучения, содержание, методы, организационные формы, средства обучения, а также контроль и оценивание результатов учебной деятельности курсантов.
Построение методической системы осуществляется на основе принципов интегратив-ности, эмерджентности, управляемости, иерархичности. Системообразующим фактором методической системы выступает практико-ориентированная учебная деятельность, на проектирование и организацию которой направлены все элементы методики. При этом под прак-тико-ориентированной учебной деятельностью при обучении математике будущих специалистов МЧС мы понимаем специально организованную активную деятельность курсантов, нацеленную на освоение ими способов действий по решению практических задач с применением математических методов и цифровых технологий, используемых в служебной деятельности специалистов МЧС [4].
Элементы методической системы практико-ориентированного обучения математике будущих специалистов ПТБ могут быть объединены в целевой, теоретико-методологический, содержательный, процессуальный и критериально-оценочный компоненты (см. рисунок).
Рисунок
Компоненты методической системы практико-ориентированного обучения математике будущих инженеров пожарной и техносферной безопасности
Целевой компонент определяет основную задачу математической подготовки будущих инженеров ПТБ, в которой выделены внешние цели, ориентированные на социальный заказ на специалистов пожарно-технического профиля, и внутренние цели, отражающие этот заказ в категории дидактики. Так, к внутренним целям обучения математике будущих специалистов МЧС нами отнесено освоение математических и практико-ориентированных учебных действий, способов действий по математическому моделированию в сфере ГЗ, а также усвоение предметных и практико-ориентированных знаний, необходимых для этого.
Теоретико-методологический компонент включает теоретическое обоснование практи-ко-ориентированной математической подготовки курсантов пожарно-технических специальностей, определяет подходы, на основе которых разрабатывается методическая система. Авторская методическая система обучения основана на деятельностном, интегративном, компе-тентностном, аксиологическом и практико-ориентированном подходах к обучению.
Указанные подходы создают условия, необходимые для: 1) моделирования методической системы практико-ориентированной математической подготовки будущих специалистов МЧС, соответствующей требованиям ГОС ВПО и ФГОС 3++; 2) построения процессуального компонента методической системы на основе деятельностных технологий обучения с учетом специфики практической служебной деятельности инженера-спасателя; 3) формирования профессиональных компетенций инженера ПТБ посредством решения системы практико-ориентирован-ных задач и построения математических моделей в сфере ГЗ; 4) формирования качеств личности спасателя в процессе осуществления практико-ориентированной учебной деятельности.
Теоретико-методологический компонент методической системы отражает также практико-ориентированные принципы обучения, в соответствии с которыми реализуются цели обучения: метапринципы гуманистической направленности математической подготовки и актуализации практико-ориентированных компетенций; принципы первичности практико-ориентированной учебной деятельности, практико-ориентированного целепола-гания, практико-ориентированного определения содержания обучения; принципы осуществления математической подготовки на трех уровнях интеграции: внутрипредметной, межпредметной, метапредметной; принцип формирования у будущих специалистов профессиональных ценностей спасателя [4].
Содержательный компонент методической системы обучения отражает предметную, практико-ориентированную и мировоззренческую части математической подготовки будущих инженеров ПТБ. Содержание обучения базируется на законах, регламентирующих образовательную деятельность, образовательных стандартах, учебных программах математических дисциплин.
Предметная часть содержательного компонента методической системы практико-ори-ентированного обучения математике будущих инженеров-спасателей включает в себя перечень математических и практико-ориентированных учебных действий и способов действий по математическому моделированию в сфере ГЗ, подлежащих освоению, перечень предметных знаний, которые необходимо усвоить для осуществления таких действий. Практи-ко-ориентированная часть содержательного компонента методической системы отражена в системе практико-ориентированных задач по каждой теме, банке математических моделей, описывающих актуальные проблемы ГЗ, тематике курсовых работ по математическим дисциплинам, направлениях практико-ориентированной научно-исследовательской деятельности курсантов. Мировоззренческая часть содержательного компонента методической системы практико-ориентированного обучения математике включает в себя перечень качеств личности, необходимых инженеру ПТБ в служебной деятельности, которые могут быть сформированы при обучении математике.
В процессуальном компоненте методической системы традиционные элементы дополнены практико-ориентированными методами, формами и средствами обучения, позволяющими реализовать практико-ориентированный подход к математической подготовке будущих специалистов ПТБ. Классические методы обучения приобретают практико-ориентиро-ванный характер и дополняются новыми методами: практико-ориентированной визуализации, «оперативного реагирования», имитации практической деятельности инженеров-спасателей [5]. Формы и средства обучения модифицируются, приобретают характер максимально приближенный к реальным условиям практической деятельности инженера ПТБ. Например, практические занятия по математическим дисциплинам дополняются выездными занятиями, организованными в условиях проведения аварийно-спасательных работ или в штатном режиме работы подразделения МЧС.
Критериально-оценочный компонент методической системы определяет критерии и показатели, на основании которых можно определить эффективности функционирования методической системы обучения; особенности контроля и оценивания результатов обучения. Такой компонент включает личностно-ценностный, математико-деятельностный и практико-о-риентированный критерии оценивания, показателями которых выступают уровни сформиро-ванности мотивации курсантов к изучению математических дисциплин, развитости у них личностных качеств спасателя, усвоения математических учебных действий и знаний, составляющих содержание математических дисциплин освоения практико-ориентированных действий и действий по математическому моделированию в сфере ГЗ [2]. Критериально-оценочный компонент позволяет оперативно выявлять изменения в процессе обучения математике, используя показатели по выделенным критериям, выполнять коррекцию процесса обучения посредством содержательного и процессуального компонентов методической системы.
Взаимодействие всех компонентов методической системы практико-ориентированного обучения математике будущих специалистов ПТБ обеспечивает получение результата обучения, соответствующего заявленной цели. Выводы
Таким образом, методическая система практико-ориентированного обучения математике будущих инженеров ПТБ должна быть направлена на формирование у обучающихся практико-ориентированной математической компетентности за счет освоения обучающимися математических, практико-ориентированных учебных действий, действий по математическому моделированию в сфере гражданской защиты, а также формирования у них качеств личности спасателя. Все компоненты методической системы должны содержать практико-ориентированную составляющую, отражающую особенности будущей служебной деятельности специалистов МЧС.
Список источников
1. Артюхина М.С., Батаева Б.Д. Методика организации контекстного подхода в обучении математике в профессионально-ориентированной среде педагогического университета // Мир науки. Педагогика и психология. 2019. № 4. Т. 7. - URL: https://mir-nauki.com/PDF/43PDMN419.pdf (дата обращения 11.10.2022).
2. Гребенкина А.С. Экспериментальная проверка эффективности методической системы практико-ориентированного обучения математике будущих специалистов МЧС // Вестник Академии гражданской защиты. 2022. № 3 (31). С. 60-73.
3. Евсеева Е.Г. Теоретико-методические основы деятельностного похода к обучению математике студентов технических учреждений образования. Донецк: ДонНУ, 2012. 455 с.
4. Евсеева Е.Г., Гребенкина А.С. Концепция практико-ориентированной математической подготовки будущих специалистов пожарной и техносферной безопасности // Вестник Донецкого национального университета. Серия Б: Гуманитарные науки. 2022. № 3. С. 107-114.
5. Евсеева Е.Г., Гребенкина А.С. Практико-ориентированные методы обучения математике будущих специалистов МЧС // Дидактика математики: проблемы и исследования. 2022. Вып. 55. С. 46-55. DOI: 10.24412/2079-9152-2022-55-46-55.
6. Жучков В.М. Теоретические основы концепции модернизации предметной области «Технология» для педагогических вузов. СПб.: РГПУ им. А.И. Герцена, 2001. 246 с.
7. Ковалёва Г.И. Методическая система обучения будущих учителей математики конструированию систем задач: индивидуальные образовательные траектории // КПЖ. 2011. № 5-6. - URL: https://cyberleninka.m/article/n/metodicheskaya-sistema-obucheniya-buduschih-uchiteley-matematiki-konstruirovaniyu-sistem-zadach-individualnye-obrazovatelnye (дата обращения 18.12.2022).
8. Кузьмина Н.В. Понятие «педагогическая система» и критерии ее оценки // Методы системного педагогического исследования. Ленинград: ЛГУ, 1980. С. 56-64.
9. Мещерякова Е.И. Методическая система организации самостоятельной работы будущих специалистов и контроля ее результатов в компетентностной парадигме образования // Вестник ВГУ. 2018. № 1. С. 92-94.
10. Рыжаков М.В. Образование как сложная открытая нелинейная самоорганизующаяся система // Стандарты и мониторинг в образовании. 2000. № 1. С. 48-55.
11. Cкопинцева-Седаш О.Ю. Методические системы обучения студентов дисциплине «Статистика» с применением дистанционной педагогики // Мир науки. 2017. Т. 5. № 6. -URL: https://mir-nauki.com/PDF/04PDMN617.pdf (дата обращения 02.09.2022).
12. Цапов В.А. Теоретические и методические основы формирования мировоззренческих ориентиров у цифрового поколения студентов - будущих учителей математики в процессе математической подготовки. Донецк: ДОННУ, 2021. 301 с.
13. Шмонова М.А. Методическая система обучения математике студентов медицинских вузов // Проблемы современного педагогического образования. 2018. № 60-4. С. 383-386.
14. Энсис Е.И., Колесников В.П., Терехов В.В. Педагогические условия развития мышления курсантов военных вузов в современном образовании // Гуманитарные и социальные науки. 2022. Т. 94. № 5. С. 150-156.
References
1. Artyukhina M.S., Bataeva B.D. Methodology for organizing a contextual approach in teaching mathematics in a professionally oriented environment of a pedagogical university // World of Science. Pedagogy and psychology. 2019. Vol. 7. N. 4. - URL: https://mir-nauki. -com/PDF/43PDMN419.pdf (accessed 11.10.2022).
2. Grebenkina A.S. Experimental verification of the effectiveness of the methodological system of practice-oriented teaching of mathematics to future specialists of the Ministry of Emergency Situations // Bulletin of the Academy of Civil Protection. 2022. N. 3 (31). Pp. 60-73.
3. Evseeva E.G. Theoretical and methodological foundations of the activity approach to teaching mathematics to students of technical educational institutions: monograph. Donetsk: DonNU, 2012. 455 p.
4. Evseeva E.G., Grebenkina A.S. The concept of practice-oriented mathematical training of future specialists of fire and technospheric safety // Bulletin of the Donetsk National University. Series B: Humanities. 2022. N. 3. Pp. 107-114.
5. Evseeva E.G., Grebenkina A.S. Practice-oriented methods of teaching mathematics to future specialists of the Ministry of Emergency Situations // Didactics of mathematics: problems and research. 2022. Issue. 55. Pp. 46-55. DOI: 10.24412/2079-9152-2022-55-46-55.
6. Zhuchkov V.M. Theoretical foundations of the concept of modernization of the subject area "Technology" for pedagogical universities: monograph. St. Petersburg: Russian State Pedagogical University of A.I. Herzen, 2001. 246 p.
7. Kovaleva G.I. Methodical system for teaching future teachers of mathematics to design problem systems: individual educational trajectories // KPZh. 2011. N. 5-6. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/metodicheskaya-sistema-obucheniya-buduschih-uchite-ley-matematiki-konstruirovaniyu-sistem-zadach-individualnye-obrazovatelnye (accessed 18.12.2022).
8. Kuzmina N.V. The concept of "pedagogical system" and the criteria for its evaluation // Methods of systemic pedagogical research. Leningrad: Leningrad State University, 1980, Pp. 56-64.
9. Meshcheryakova E.I. Methodical system for organizing independent work of future specialists and monitoring its results in the competence-based paradigm of education // Bulletin of VSU. 2018. N. 1. Pp. 92-94.
10. Ryzhakov M.V. Education as a complex open non-linear self-organizing system // Standards and monitoring in education. 2000. N. 1. Pp. 48-55.
11. Skopintseva-Sedash O.Yu. Methodological systems for teaching students the discipline "Statistics" using distance pedagogy // World of Science. 2017. Vol. 5. N. 6. - URL: https://mir-nauki .com/PDF/04PDMN617.pdf (accessed 02.09.2022).
12. Tsapov V.A. Theoretical and methodological foundations for the formation of worldview guidelines for the digital generation of students - future teachers of mathematics in the process of mathematical training. Donetsk, 2021. 301 p.
13. Shmonova M.A. Methodical system of teaching mathematics to students of medical universities // Problems of modern pedagogical education. 2018. N. 60-4. Pp. 383-386.
14. Ensis E.I., Kolesnikov V.P., Terekhov V.V. Pedagogical conditions for the development of thinking of cadets of military universities in modern education // The Humanities and social sciences. 2022. Vol. 94. N. 5. Pp. 150-156.
Статья поступила в редакцию 22.01.2023; одобрена после рецензирования 30.01.2023; принята к публикации 05.02.2023.
The article was submitted 22.01.2023; approved after reviewing 30.01.2023; accepted for publication 05.02.2023.
